[生活]向量的运算法则
(1)实数与向量的运算法则:设,、为实数,则有:,
1)结合律:。 ,(,a),(,,)a
2)分配律:,。 (,,,),,a,,a,(a,b),,a,,b(2)向量的数量积运算法则:
a,b,b,a1)。
2)。 (,a),b,,(a,b),,a,b,a(,b)
)。 3(a,b),c,a,c,b,c
(3)平面向量的基本定理。
是同一平面内的两个不共线向量,则对于这一平面内的任何一向量,有且仅有一ae,e12
对实数,满足。 ,,,a,,e,,e121122
ba,b(4)与的数量积的计算
公式
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及几何意义:,数量积等于的a,b,|a||b|cos,aa
b长度与在的方向上的投影的乘积。 |a||b|cos,a
(5)平面向量的运算法则。
bb1)设,,,,则+,。 aa(,)xy(,)xy(,)xxyy,,11221212
bb2)设,,,,则-,。 aa(,)xy(,)xy(,)xxyy,,11221212
,,,,,,,,,,,,3)设点A,B,则。 (,)xy(,)xyABOBOAxxyy,,,,,(,)11222121
,a4)设,,则,。 (,),xy,,R(,),,xya
bb5)设,,,,则,。 ,aa(,)xy(,)xy()xxyy,11221212(6)两向量的夹角公式:
xxyy,1212b(,,,)。 a(,)xy(,)xycos,,11222222xyxy,,,1122
(7)平面两点间的距离公式:
,,,,,,,,,,,,22d,(A,B)。,,,,()()xxyy(,)xy(,)xy||ABABAB,,AB,11222121
bb(8)向量的平行与垂直:设a,,,,且0,则有:(,)xy(,)xy,1122
bb,1)a||,a。 ,,,xyxy0,1221
bbaaa2) (0) ?,0,,,xxyy0。 ,,,1212(9)线段的定比分公式:
,,,,,,,,,Pxy(,)设Pxy(,)Pxy(,)PP,,是线段的分点,是实数,且,则PPPP,,1112221212
,,xx,12,,,,,,,,,,x,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,OPOP,1,1,12()。,OPOPtOPtOP,,,(1),,,t,12,yy,1,,,1,12,,y,,1,,
(10)三角形的重心公式: ?ABC三个顶点的坐标分别为、、,则?ABC的重心的坐Axy(,)Bxy(,)Cxy(,)112233
xxxyyy,,,,123123标为。 G(,)33
(11)平移公式:
'',,,,,,,,,,,,,,,xxhxxh,,,,,,'' 。 ,,,OPOPPP,,,''yykyyk,,,,,,,,
(12)关于向量平移的结论。
'1)点按向量,平移后得到点。 Pxy(,)(,)hkPxhyk(,),,a
'CC2)函数的图像按向量,平移后得到图像:。yfx,()(,)hkyfxhk,,,()a
''CCC3)图像按向量,平移后得到图像:,则为。(,)hkyfx,()yfxhk,,,()a
'CC4)曲线:按向量,平移后得到图像:。fxy(,)0,(,)hkfxhyk(,)0,,,a
设a=(x,y),b=(x',y')。 1、向量的加法
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
OB+OA=OC。
a+b=(x+x',y+y')。
a+0=0+a=a。
向量加法的运算律:
交换律:a+b=b+a;
[1]结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。 2、向量的减法
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
AB-AC=CB. 即“共同起点,指向被
向量的减法
减”
a=(x,y)b=(x',y') 则a-b=(x-x',y-y').
如图:c=a-b 以b的结束为起点,a的结束为终点。 3、向量的数乘
实数λ和向量a的乘积是一个向量,记作λa,且?λa?=?λ???a?。
当λ>0时,λa与a同方向
当λ<0时,λa与a反方向;
向量的数乘
当λ=0时,λa=0,方向任意。
当a=0时,对于任意实数λ,都有λa=0。 注:按定义知,如果λa=0,那么λ=0或a=0。 实数λ叫做向量a的系数,乘数向量λa的几何意义就是将
表
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示向量a的有向线段伸长或压缩。
当λ>1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上伸长为原来的?λ?倍
当λ<1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或××反方向(λ<0)上缩短为原来的?λ?倍。
数与向量的乘法满足下面的运算律
结合律:(λa)?b=λ(a?b)=(a?λb)。
向量对于数的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa.
数对于向量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb. 数乘向量的消去律:? 如果实数λ?0且λa=λb,那么a=b。? 如果a?0
[2]且λa=μa,那么λ=μ。
4、向量的数量积
定义:已知两个非零向量a,b。作OA=a,OB=b,则角AOB称作向量a和向量b的夹角,记作〈a,b〉并规定0?〈a,b〉?π 定义:两个向量的数量积(内积、点积)是一个数量(没有方向),记作a?b。若a、b不共线,则a?b=|a|?|b|?cos〈a,b〉(依定义有:cos〈a,b〉=a?b / |a|?|b|);若a、b共线,则a?b=??a??b?。
向量的数量积的坐标表示:a?b=x?x'+y?y'。 向量的数量积的运算律
a?b=b?a(交换律)
(λa)?b=λ(a?b)(关于数乘法的结合律) (a+b)?c=a?c+b?c(分配律)
向量的数量积的性质
a?a=|a|的平方。
a?b 〈=〉a?b=0。
|a?b|?|a|?|b|。(该公式证明如下:|a?b|=|a|?|b|?|cosα| 因为0?|cosα|?1,所以|a?b|?|a|?|b|) 向量的数量积与实数运算的主要不同点
1(向量的数量积不满足结合律,即:(a?b)?c?a?(b?c);例如:(a?b)^2?a^2?b^2。
2(向量的数量积不满足消去律,即:由 a?b=a?c (a?0),推不出 b=c。
3(|a?b|与|a|?|b|不等价
4(由 |a|=|b| ,推不出 a=b或a=-b。
5、向量的向量积
定义:两个向量a和b的向量积
向量的几何表示
(外积、叉积)是一个向量,记作a×b(这里“×”并不是乘号,只是一种表示方法,与“?”不同,也可记做“?”)。若a、b不共线,则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按这个次序构成右手系。若a、b垂直,则a×b=0。
向量的向量积性质:
?a×b?是以a和b为边的平行四边形面积。 a×a=0。
a垂直b〈=〉a×b=0
向量的向量积运算律
a×b=-b×a
(λa)×b=λ(a×b)=a×(λb)
a×(b+c)=a×b+a×c.
注:向量没有除法,“向量AB/向量CD”是没有意义的。 6、三向量的混合积
定义:给定空间三向量a、b、c,向量a、b的向量积a×b,再和向量c作数量积(a×b)?c,
向量的混合积
所得的数叫做三向量a、b、c的混合积,记作(a,b,c)或(abc),即(abc)=(a,b,c)=(a×b)?c
混合积具有下列性质:
1(三个不共面向量a、b、c的混合积的绝对值等于以a、b、c为棱的平行六面体的体积V,并且当a、b、c构成右手系时混合积是正数;当a、b、c构成左手系时,混合积是负数,即(abc)=εV(当a、b、c构成右手系时ε=1;当a、b、c构成左手系时ε=-1)
2(上性质的推论:三向量a、b、c共面的充要条件是(abc)=0
3((abc)=(bca)=(cab)=-(bac)=-(cba)=-(acb)
4((a×b)?c=a?(b×c)
7.例题
正方形ABCD,EFGA,CHIK首尾相连,L是EH中点,求证LB?GK,
设AE=a,向量,, AG=a', AD=c, AB=c', CH=b,CK=b'有 aa'=bb'=cc'=0, a2=a'2, b2=b'2 ,c2=c'2,a'b=ab',a'c'=-ac,a'c=ac', bc=b'c'. b'c=-bc'
,*,FH=-a+c+c'+b LB=FH/2-b-c=,-a-c+c'-b,/2, GK=-a'+c'+c+b'从
,*,:,-a-c+c'-b,?,-a'+c'+c+b',=„„=0. ?LB?GK
8、三向量二重向量积
由于二重向量叉乘的计算较为复杂,于是直接给出了下列化简公式以及证
明过程:
二重向量叉乘化简公式及证明