向量与坐标知识点总结
解析几何复习知识点总结
向量与坐标
第一节 向量的概念:空间中具有大小和方向的量叫做空间向量。向量的大小叫做向量的长度或模(moduius)。
规定,长度为0的向量叫做零向量,记为0.
模为1的向2,e3}就叫做笛卡儿标架。两两互相垂直的标架叫做笛卡儿直角标架。在一般情况下,{O;e1,e2,e3}叫做仿射标架。
标架一般是完全决定空间坐标系来用的,所以空间坐标系也可以用标架{O;e1,e2,e3}来表示,这时候点O就可以叫做坐标原点,而向量e1,e2,e3都叫做坐标向量。
当空间取定标架{O;e1,e2,e3}后,空间全体向量的集合或者全体点的集合与全体有序三数组x,y,z的集合具有一一对应的关系,这种一一对应的关系就叫做空间向量或点的一个坐标系。此时,向量或点关于标架{O;e1,e2,e3}的坐标,也称为该向量或点关于由这标架所确定的坐标系的坐标。标架是空间坐标系的向量化。
笛卡尔坐标系(Cartesian)- 系统用 X、Y 和 Z 表示坐标值。
柱坐标系(Cylindrical)- 系统用半径、theta (q) 和 Z 表示坐标值。
球坐标系(Spherical)- 系统用半径、theta (q) 和 phi (f) 表示坐标值。
设向量AB的始点A和终点B在轴l上的射影分别为A’和B’,那么向量A’B’叫做向量AB在轴l上的射影向量,记做射影向量lAB
射影lAB=|AB|COSθ,θ=∠(l,AB)
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≠a²·b²。
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| ,不能推出a=b,也不能推出a=-b,但反过来则成立。
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∣=|a|*|b|(此处与数量积不同,请注意),若a×b=0,则a、b平行。向量积即两个不共线非零向量所在平面的一组法向量。
运算法则:运用三阶行列式
设a,b,c分别为沿x,y,z轴的单位向量
A=(x1,y1,z1)B=(x2,y2,z2)则A*B=
a b c
x1 y1 z1
x2 y2 z2
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平行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.
(a+b)×c=a×c+b×c.
上两个分配律分别称为左分配律和右分配律。在演算中应注意不能交换“×”号两侧向量的次序。
如:a×(2b)=b×(2a)和c×(a+b)=a×c+b×c都是错误的!
注:向量没有除法,“向量AB/向量CD”是没有意义的。
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
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