向量的运算法则文档格式.doc
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=(A,B)。
(8)向量的平行与垂直:
设=,=,且0,则有:
1)||=。
2)(0)·
=0。
(9)线段的定比分公式:
设,,是线段的分点,是实数,且,则
()。
(10)三角形的重心公式:
△ABC三个顶点的坐标分别为、、,则△ABC的重心的坐标为。
(11)平移公式:
。
(12)关于向量平移的结论。
1)点按向量=平移后得到点。
2)函数的图像按向量=平移后得到图像:
3)图像按向量=平移后得到图像:
,则为。
4)曲线:
按向量=平移后得到图像:
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;
结合律:
(a+b)+c=a+(b+c)。
[1]
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示向量a的有向线段伸长或压缩。
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
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
(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:
①如果实数λ≠0且λa=λb,那么a=b。
②如果a≠0且λa=μa,那么λ=μ。
[2]
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
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
b=b·
a(交换律)
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|的平方。
a⊥b〈=〉a·
b=0。
|a·
b|≤|a|·
|b|。
(该公式证明如下:
b|=|a|·
|cosα|因为0≤|cosα|≤1,所以|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:
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
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|·
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×
向量的向量积性质:
b∣是以a和b为边的平行四边形面积。
a=0。
a垂直b〈=〉a×
b=0
向量的向量积运算律
b=-b×
a
(λa)×
b=λ(a×
b)=a×
(λb)
(b+c)=a×
b+a×
c.
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
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×
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×
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)
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'
.b'
c=-bc'
﹙*﹚FH=-a+c+c'
+bLB=FH/2-b-c=﹙-a-c+c'
-b﹚/2,GK=-a'
+c'
+c+b'
从﹙*﹚:
﹙-a-c+c'
-b﹚·
﹙-a'
﹚=……=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