向量共线的条件

草房子简介2023-02-08  15

零向量与任何向量共线。非零向量共线条件是b=λa,其中a≠0,λ是唯一实数。共线向量也就是平行向量,方向相同或相反的非零向量叫平行向量,任意一组平行向量都可移到同一直线上,所以称为共线向量。

平面向量共线的条件

零向量与任何向量共线

以下考虑非零向量,三个方法

(1)方向相同或相反

(2)向量a=k向量b

(3)a=(x1,y1),b=(x2,y2)

a//b等价于x1y2-x2y1=0

共线向量基本定理

如果a≠0,那么向量b与a共线的充要条件是:存在唯一实数λ,使得b=λa。

证明:

1)充分性:对于向量 a(a≠0)、b,如果有一个实数λ,使 b=λa,那么由实数与向量的积的定义知,向量a与b共线。

2)必要性:已知向量a与b共线,a≠0,且向量b的长度是向量a的长度的m倍,即 ∣b∣=m∣a∣。那么当向量a与b同方向时,令 λ=m,有 b=λa,当向量a与b反方向时,令 λ=-m,有 b=λa。如果b=0,那么λ=0。

3)唯一性:如果 b=λa=μa,那么(λ-μ)a=0。但因a≠0,所以λ=μ。

向量m=(a,b),向量n=(c,d),两者共线时 ad=bc

量共线的充要条件:

若向量a与向量b(b为非零向量)共线,则a=λb(λ为实数).

向量a与向量b共线的充要条件是,a与b线性相关,即存在不全为0的两个实数λ和μ,使 λa+μb=0

更一般的,平面内若a =(p1,p2) b =(q1,q2),a∥b 的充要条件是p1·q2=p2·q1

资料拓展

在数学中,向量(也称为欧几里得向量、几何向量、矢量),指具有大小(magnitude)和方向的量。它可以形象化地表示为带箭头的线段。箭头所指:代表向量的方向;线段长度:代表向量的大小。与向量对应的只有大小,没有方向的量叫做数量(物理学中称标量)。

向量的记法:印刷体记作粗体的字母(如a、b、u、v),书写时在字母顶上加一小箭头“→”。如果给定向量的起点(A)和终点(B),可将向量记作AB(并于顶上加→)。

在空间直角坐标系中,也能把向量以数对形式表示,例如Oxy平面中(2,3)是一向量。 在物理学和工程学中,几何向量更常被称为矢量。许多物理量都是矢量,比如一个物体的位移,球撞向墙而对其施加的力等等。与之相对的是标量,即只有大小而没有方向的量。一些与向量有关的定义亦与物理概念有密切的联系,例如向量势对应于物理中的势能。

几何向量的概念在线性代数中经由抽象化,得到更一般的向量概念。此处向量定义为向量空间的元素,要注意这些抽象意义上的向量不一定以数对表示,大小和方向的概念亦不一定适用。因此,平日阅读时需按照语境来区分文中所说的"向量"是哪一种概念。

不过,依然可以找出一个向量空间的基来设置坐标系,也可以透过选取恰当的定义,在向量空间上介定范数和内积,这允许我们把抽象意义上的向量类比为具体的几何向量。

向量共线的充要条件是由实数与向量的积推出的,它是平面向量的基本定理的一种特殊情况,具体内容为:向量b与非零向量a共线的充要条件是有且只有一个实数λ,使得b=λa,

由于零向量与任一向量共线,故上述定理又可叙述为向量b与向量a共线的充要条件是:存在不全为0的实数λ1,

λ2,

使得λ1a+λ2b=0,

它的逆否命题为:若向量a,

b不共线,(a≠0,

b≠0),且λ1a+λ2b=0,

则λ1=λ2=0,这些结论可用来证明几何中三点共线与两直线平行等问题.


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