向量:高中数学:高考总复习(2)

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2023-03-0812:25:53 评论 11

什么是向量

在数学中,向量(又称欧几里得向量、几何向量、矢量)是指具有大小的(magnitude)和方向量。

它可以生动地表示为带箭头的线段。箭头指:代表向量的方向;线段长度:代表向量的大小。

与向量对应的量称为数量(物理学称为标量),数量(或标量)只有大小,没有方向。

垂直向量公式

a,b是两个向量

a=(a1,a2) b=(b1,b2)

a//b:a1/b1=a2/b2或a1b1=a2b2或a=λb,λ是一个常数

a垂直b:a1b1 a2b2=0

证明:

①几何角度:

向量A (x1,y1),长度 L1 =√(x12 y12)

向量B (x2,y2),长度 L2 =√(x22 y22)

(x1,y1)到(x2,y2)的距离:D=√[(x1 - x2)2 (y1 - y2)2]

两个向量垂直,根据勾股定理:L12 L22 = D2

∴ (x12 y12) (x22 y22) = (x1 - x2)2 (y1 - y2)2

∴ x12 y12 x22 y22 = x12 -2x1x2 x22 y12 - 2y1y2 y22

∴ 0 = -2x1x2 - 2y1y2

∴ x1x2 y1y2 = 0

②扩展到三维角度:

x1x2 y1y2 z1z2 = 0,

那么向量(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)垂直

对任何维度的两个向量进行总结L1,L充分必要的垂直条件为:L1×L2=0 成立。

平面向量加法公式

已知向量AB、BC,再作向量AC,则向量AC叫做AB、BC的和,记作AB BC

即有:AB BC=AC。

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用坐标表示时,显然有:AB BC=(x2-x1,y2-y1) (x3-x2,y3-y2)=(x2-x1 x3-x2,y2-y1 y3-y2)=(x3-x1,y3-y1)=AC。

也就是说,两个向量和差的坐标等于两个向量对应的坐标和差

三角形法则:AB BC=AC,这种计算法则被称为向量加法的三角形法则,简记为首尾相连,连接首尾,指向终点。

四边形法则:已知两个从同一点A开始的向量AC、AB,以AC、AB平行四边形作为邻边ACDB,以A为起点的对角线AD就是向量AC、AB和,这种计算法被称为向量加法的平行四边形法,简记为:共起点 对角连。

零向量和任意向量a,有:0 a=a 0=a。

零向量和任意向量a,有:0 a=a 0=a。

向量加法符合交换律、结合律等所有加法运算定律。

平面向量减法公式

AB-AC=CB,这种计算法被称为向量减法的三角形法则

简记为:共起点,连中点,指减少。

-(-a)=a;a (-a)=(-a) a=0;a-b=a (-b)。

平面向量数乘公式

实数λ与向量a的积是一个向量,称为向量数乘,记录λa。

当λ>0时,λa方向与a相同,

当λ<0时,λa与a的方向相反,

当λ = 0时,λa=0。

用坐标表示:λAB=λ(x2-x1,y2-y1)=(λx2-λx1,λy2-λy1)

设λ、μ是实数,那么满足如下运算性质:

(λμ)a= λ(μa)

(λ μ)a= λa μa

λ(a±b) = λa± λb

(-λ)a=-(λa) = λ(-a)

|λa|=|λ||a|

平面向量数量积公式

已知两个非零向量a、b,那么a·b=|a||b|cosθ(θ是a与b夹角)叫a和b记录数量积或内积a·b。

零向量和任意向量的数量积为0。

零向量和任意向量的数量积为0。数量积累a·b几何意义如下:a的长度|a|与b在a投影的方向|b|cos θ的乘积。 两个向量的数量积等于相应坐标的乘积。即:若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a·b=x1·x2 y1·y2

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