平面向量的概念

如题所述

平面向量的概念是在二维平面内既有方向(direction)又有大小(magnitude)的量,物理学中也称作矢量,与之相对的是只有大小、没有方向的数量(标量)。

一、发展历程

向量(矢量)这个术语作为现代数学-物理学中的一个重要概念,首先是由英国数学家哈密顿使用的。

向量的名词虽来自哈密顿,但向量作为一条有向线段的思想却由来已久。向量理论的起源与发展主要有三条线索:物理学中的速度和力的平行四边形法则、位置几何、复数的几何表示。

二、加法运算性质

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。

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。这就是说,两个向量和与差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和与差

三角形法则:AB+BC=AC,这种计算法则叫做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出发的两个向量AC、AB,以AC、AB为邻边作平行四边形ACDB,则以A为起点的对角线AD就是向量AC、AB的和,这种计算法则叫做向量加法的平行四边形法则,简记为:共起点 对角连。

对于零向量和任意向量a,有:0+a=a+0=a。

向量的加法满足所有的加法运算定律,如:交换律、结合律。

数乘运算性质与基本定理

一、数乘运算性质

实数λ与向量a的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘,记作λa。当λ>0时,λa的方向和a的方向相同,当λ<0时,λa的方向和a的方向相反,当λ = 0时,λa=0。

用坐标表示的情况下有: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:

1、(λμ)a= λ(μa)

2、(λ + μ)a= λa+ μa

3、λ(a±b) = λa± λb

4、(-λ)a=-(λa) = λ(-a)

5、|λa|=|λ||a|

二、基本定理

如果e1和e2是同一平面内的两个不共线的非零向量,那么对该平面内的任一向量a,有且只有一对实数λ、μ,使a= λe1+ μe2。

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