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向量的加減法運(yùn)算法則是什么 所有公式是什么

2024-10-15 13:41:52文/張孟影

向量的運(yùn)算法則有:1、向量的加法;2、向量的減法;3、數(shù)乘向量;4、向量的數(shù)量積;5、向量的向量積;6、三向量的混合積。向量是線性代數(shù)中非常重要的概念之一,向量的運(yùn)算是線性代數(shù)中的重要內(nèi)容。

向量的加減法運(yùn)算法則是什么 所有公式是什么

向量的加減法運(yùn)算法則

一、向量的加法

向量的加法是指將兩個(gè)向量相加得到一個(gè)新向量的運(yùn)算。向量的加法滿足交換律和結(jié)合律。

1. 兩向量相加的定義:

設(shè)向量a和向量b的起點(diǎn)相同,分別為點(diǎn)O,終點(diǎn)分別為點(diǎn)P和點(diǎn)Q,則向量a和向量b的和向量c為:c=a+b,其起點(diǎn)為點(diǎn)O,終點(diǎn)為點(diǎn)R,R為向量a和向量b的終點(diǎn)所在的點(diǎn)。

2. 向量的加法滿足交換律和結(jié)合律:

交換律:a+b=b+a

結(jié)合律:(a+b)+c=a+(b+c)

二、向量的減法

向量的減法是指將一個(gè)向量減去另一個(gè)向量得到一個(gè)新向量的運(yùn)算。向量的減法也滿足交換律和結(jié)合律。

1. 兩向量相減的定義:

設(shè)向量a和向量b的起點(diǎn)相同,分別為點(diǎn)O,終點(diǎn)分別為點(diǎn)P和點(diǎn)Q,則向量a和向量b的差向量c為:c=a-b,其起點(diǎn)為點(diǎn)O,終點(diǎn)為點(diǎn)R,R為向量a和向量-b的終點(diǎn)所在的點(diǎn)。

2. 向量的減法滿足交換律和結(jié)合律:

交換律:a-b=-(b-a)

結(jié)合律:(a-b)+c=a-(b-c)

向量的運(yùn)算的所有公式詳解

1、向量的加法:

向量的加法:

向量的加法滿足平行四邊形法則和三角形法則。

向量的加法OB+OA=OC。

a+b=(x+x',y+y')。

a+0=0+a=a。

向量加法的運(yùn)算律:

交換律:a+b=b+a;

結(jié)合律:(a+b)+c=a+(b+c)。

2、向量的減法:

如果a、b是互為相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0.0的反向量為0。

向量的減法:

AB-AC=CB.即“共同起點(diǎn),指向被向量的減法減”

a=(x,y)b=(x',y') 則a-b=(x-x',y-y')。

3、數(shù)乘向量:

實(shí)數(shù)λ和向量a的乘積是一個(gè)向量,記作λa,且∣λa∣=∣λ∣·∣a∣。

當(dāng)λ>0時(shí),λa與a同方向;

向量的數(shù)乘:

當(dāng)λ<0時(shí),λa與a反方向;

向量的數(shù)乘當(dāng)λ=0時(shí),λa=0,方向任意。

當(dāng)a=0時(shí),對(duì)于任意實(shí)數(shù)λ,都有λa=0。

注:按定義知,如果λa=0,那么λ=0或a=0。

實(shí)數(shù)λ叫做向量a的系數(shù),乘數(shù)向量λa的幾何意義就是將表示向量a的有向線段伸長(zhǎng)或壓縮。

當(dāng)∣λ∣>1時(shí),表示向量a的有向線段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上伸長(zhǎng)為原來的∣λ∣倍;

當(dāng)∣λ∣<1時(shí),表示向量a的有向線段在原方向(λ>0)或××反方向(λ<0)上縮短為原來的∣λ∣倍。

數(shù)與向量的乘法滿足下面的運(yùn)算律:

結(jié)合律:(λa)·b=λ(a·b)=(a·λb).

向量對(duì)于數(shù)的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa.

數(shù)對(duì)于向量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb.

數(shù)乘向量的消去律:① 如果實(shí)數(shù)λ≠0且λa=λb,那么a=b.② 如果a≠0且λa=μa,那么λ=μ.

4、向量的數(shù)量積:

定義:已知兩個(gè)非零向量a,b.作OA=a,OB=b,則角AOB稱作向量a和向量b的夾角,記作〈a,b〉并規(guī)定0≤〈a,b〉≤π.

定義:兩個(gè)向量的數(shù)量積(內(nèi)積、點(diǎn)積)是一個(gè)數(shù)量,記作a·b.若a、b不共線,則a·b=|a|·|b|·cos〈a,b〉;若a、b共線,則a·b=+-∣a∣∣b∣.

向量的數(shù)量積的坐標(biāo)表示:a·b=x·x'+y·y'.

向量的數(shù)量積的運(yùn)算律:

a·b=b·a(交換律);

(λa)·b=λ(a·b)(關(guān)于數(shù)乘法的結(jié)合律);

(a+b)·c=a·c+b·c(分配律);

向量的數(shù)量積的性質(zhì):

a·a=|a|的平方.

a⊥b 〈=〉a·b=0.

|a·b|≤|a|·|b|.(該公式證明如下:|a·b|=|a|·|b|·|cosα| 因?yàn)?≤|cosα|≤1,所以|a·b|≤|a|·|b|)

向量的數(shù)量積與實(shí)數(shù)運(yùn)算的主要不同點(diǎn):

1、向量的數(shù)量積不滿足結(jié)合律,即:(a·b)·c≠a·(b·c);例如:(a·b)^2≠a^2·b^2.

2、向量的數(shù)量積不滿足消去律,即:由 a·b=a·c (a≠0),推不出 b=c.

3、|a·b|≠|(zhì)a|·|b|

4、由 |a|=|b| ,推不出 a=b或a=-b.

5、向量的向量積:

定義:兩個(gè)向量a和b的向量積(外積、叉積)是一個(gè)向量,記作a×b(這里并不是乘號(hào),只是一種表示方法,與“·”不同,也可記做“∧”).若a、b不共線,則a×b的模是:∣a×b∣=|a|·|b|·sin〈a,b〉;a×b的方向是:垂直于a和b,且a、b和a×b按這個(gè)次序構(gòu)成右手系.若a、b共線,則a×b=0.

向量的向量積性質(zhì):

∣a×b∣是以a和b為邊的平行四邊形面積.

a×a=0.

a垂直b〈=〉a×b=|a||b|.

向量的向量積運(yùn)算律:

a×b=-b×a;

(λa)×b=λ(a×b)=a×(λb);

a×(b+c)=a×b+a×c.

注:向量沒有除法,“向量AB/向量CD”是沒有意義的.

6、三向量的混合積:

向量的混合積:

定義:給定空間三向量a、b、c,向量a、b的向量積a×b,再和向量c作數(shù)量積(a×b)·c,

向量的混合積所得的數(shù)叫做三向量a、b、c的混合積,記作(a,b,c)或(abc),即(abc)=(a,b,c)=(a×b)·c。

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