数学书上的“向量”与物理书上的“矢量”除了叫法还有什么不同吗?
向量就是矢量,与数量或标量相对,都是物理量的一种。
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。与向量对应的量叫做数量(物理学中称标量),数量(或标量)只有大小,没有方向。
向量的记法:印刷体记作黑体(粗体)的字母(如a、b、u、v),书写时在字母顶上加一小箭头“→”。[1]?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xOy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。
代数表示
一般印刷用黑体的小写英文字母(a、b、c等)来表示,手写用在a、b、c等字母上加一箭头(→)表示,如
,也可以用大写字母AB、CD上加一箭头(→)等表示。
几何表示
向量可以用有向线段来表示。有向线段的长度表示向量的大小,向量的大小,也就是向量的长度。长度为0的向量叫做零向量,记作长度等于1个单位的向量,叫做单位向量。
向量表示
箭头所指的方向表示向量的方向。[1]?
坐标表示
在平面直角坐标系中,分别取与x轴、y轴方向相同的两个单位向量i,j作为一组基底。a为平面直角坐标系内的任意向量,以坐标原点O为起点P为终点作向量a。由平面向量基本定理可知,有且只有一对实数(x,y),使得a=xi+yj,因此把实数对(x,y)叫做向量a的坐标,记作a=(x,y)。这就是向量a的坐标表示。其中(x,y)就是点
的坐标。向量a称为点P的位置向量。[1]?
向量的坐标表示
在空间直角坐标系中,分别取与x轴、y轴,z轴方向相同的3个单位向量i,j,k作为一组基底。若为该坐标系内的任意向量,以坐标原点O为起点作向量a。由空间基本定理知,有且只有一组实数(x,y,z),使得a=ix+jy+kz,因此把实数对(x,y,z)叫做向量a的坐标,记作a=(x,y,z)。这就是向量a的坐标表示。其中(x,y,z),就是点P的坐标。向量a称为点P的位置向量。
当然,对于多维的空间向量,可以通过类推得到,此略。
向量的矩阵表示
有向线段
规定若线段
的端点为起点,
为终点,则线段就具有了从起点
到终点
的方向和长度。
具有方向和长度的线段叫做有向线段。 [1]?
向量向量的模
向量的大小,也就是向量的长度(或称模)。向量a的模记作|a|。 [1]?
注:
1.向量的模是非负实数,向量的模是可以比较大小的。向量
。 [1]?
2.因为方向不能比较大小,所以向量也就不能比较大小。对于向量来说“大于”和“小于”的概念是没有意义的。例如
是没有意义的。
向量单位向量
长度为一个单位(即模为1)的向量,叫做单位向量。与a同向,且长度为单位1的向量,叫做a方向上的单位向量,记作
。 [1]?
向量负向量
如果向量AB与向量CD的模相等且方向相反,那么我们把向量AB叫做向量CD的负向量,也称为相反向量。 [1]?
向量零向量
长度为0的向量叫做零向量,记作0。零向量的始点和终点重合,所以零向量没有确定的方向,或说零向量的方向是任意的。 [1]?
向量相等向量
长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.向量a与b相等,记作a=b。
规定:所有的零向量都相等。 [1]?
当用有向线段表示向量时,起点可以任意选取。任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段来表示,并且与有向线段的起点无关.同向且等长的有向线段都表示同一向量。
向量自由向量
始点不固定的向量,它可以任意的平行移动,而且移动后
向量
的向量仍然代表原来的向量。
在自由向量的意义下,相等的向量都看作是同一个向量。
数学中只研究自由向量。
向量滑动向量
沿着直线作用的向量称为滑动向量。
向量固定向量
作用于一点的向量称为固定向量(亦称胶着向量)。
向量位置向量
对于坐标平面内的任意一点P,我们把向量OP叫做点P的位置向量,记作:向量P。
向量方向向量
直线l上的向量a以及与向量a共线的向量叫做直线l上的方向向量。
向量相反向量
与a长度相等、方向相反的向量叫做a的相反向量,记作-a,有 -(-a)=a,零向量的相反向量仍是零向量。 [1]?
向量平行向量
方向相同或相反的非零向量叫做平行(或共线)向量.向量a、b平行(共线),记作a∥b。零向量长度为零,是起点与终点重合的向量,其方向不确定。我们规定:零向量与任一向量平行。平行于同一直线的一组向量是共线向量。 [1]?
若a=(x,y),b=(m,n),则a//b→a×b=xn-ym=0
向量共面向量
平行于同一平面的三个(或多于三个)向量叫做共面向量。
空间中的向量有且只有以下两种位置关系:⑴共面;⑵不共面。
注意:只有三个或三个以上向量才谈共面不共面。
向量法向量
直线l⊥α,取直线l的方向向量a,则向量a叫做
法向量
平面α的法向量。 [2]?
向量向量的和的模
设平面直角坐标系xOy中,有点A(x1,y1)、B(x2,y2),则
设
向量加法
向量的加法满足平行四边形法则和三角形法则,
向量的加法
向量加法的运算律:
交换律:a+b=b+a;
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。
向量减法
如果a、b是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0. 0的反向量为0
OA-OB=BA.即“共同起点,指向被
向量的减法
减”
a=(x1,y1),b=(x2,y2) ,则a-b=(x1-x2,y1-y2).
如图:c=a-b 以b的结束为起点,a的结束为终点。
加减变换律:a+(-b)=a-b
向量数乘
实数λ和向量a的叉乘乘积是一个向量,记作λa,且|λa|=|λ|*|a|。 [1]?
当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ
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