① 空间向量计算方法
空间向量作为新加入的内容,在处理空间问题中具有相当的优越性,比原来处理空间问题的方法更有灵活性。
如把立体几何中的线面关系问题及求角求距离问题转化为用向量解决,如何取向量或建立空间坐标系,找到所论证的平行垂直等关系,所求的角和距离用向量怎样来表达是问题的关键.
立体几何的计算和证明常常涉及到二大问题:一是位置关系,它主要包括线线垂直,线面垂直,线线平行,线面平行;二是度量问题,它主要包括点到线、点到面的距离,线线、线面所成角,面面所成角等。这里比较多的主要是用向量证明线线、线面垂直及计算线线角,而如何用向量证明线面平行,计算点到平面的距离、线面角及面面角的例题不多,起到一个抛砖引玉的作用。
以下用向量法求解的简单常识:
1、空间一点P位于平面MAB的充要条件是存在唯一的有序实数对x、y,使得
或对空间一定点O有
2、对空间任一点O和不共线的三点A,B,C,若:
(其中x+y+z=1),则四点P、A、B、C共面.
3、利用向量证a‖b,就是分别在a,b上取向量
(k∈R).
4、利用向量证在线a⊥b,就是分别在a,b上取向量
.
5、利用向量求两直线a与b的夹角,就是分别在a,b上取
,求:
的问题.
6、利用向量求距离就是转化成求向量的模问题:
.
7、利用坐标法研究线面关系或求角和距离,关键是建立正确的空间直角坐标系,正确表达已知点的坐标.
② 向量怎么计算!
你好
向量怎么计算!
解:设a=(x,y),b=(x',y')。
1、向量的加法
a+b=(x+x',y+y')。
2、向量的减法
a=(x,y)b=(x',y')
则a-b=(x-x',y-y')
3、数乘向量
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。
有什么不懂请追问,我会为您详细解答,望采纳,谢谢!
③ 平面向量计算方法
向量的运算
加法运算
向量加法的定义
已知向量a、b,在平面上任意取一点A,作AB=a,BC=b,再作向量AC,则向量AC叫做a与b的和,记做a+b,即a+b=AB+BC=AC
AB+BC=AC,这种计算法则叫做向量加法的三角形法则。(首尾相连,连接首尾,指向终点) 同样,作AB=a,且AD=BC,再作平行AD的BC=b,连接DC,因为AD∥BC,且AD=BC,所以四边形ABCD为平行四边形,AC叫做a与b的和,表示为:AC=a+b.这种方法叫做向量加法的平行四边形法则。(共起点,对角连)。
已知两个从同一点O出发的两个向量OA、OB,以OA、OB为邻边作平行四边形OACB,则以O为起点的对角线OC就是向量OA、OB的和,这种计算法则叫做向量加法的平行四边形法则。 对于零向量和任意向量a,有:0+a=a+0=a。
|a-b|≤|a+b|≤|a|+|b|。
向量的加法满足所有的加法运算定律。
减法运算
AB-AC=CB,这种计算法则叫做向量减法的三角形法则。(共起点,连终点,方向指向被减向量)
与a长度相等,方向相反的向量,叫做a的相反向量,-(-a)=a,零向量的相反向量仍然是零向量。
(1)a+(-a)=(-a)+a=0(2)a-b=a+(-b)。
数乘运算
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,|λa|=|λ||a|,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。
设λ、μ是实数,那么:(1)(λμ)a= λ(μa)(2)(λ + μ)a= λa+ μa(3)λ(a± b) = λa± λb(4)(-λ)a=-(λa) = λ(-a)。
向量的加法运算、减法运算、数乘运算统称线性运算。
坐标运算
已知a=(x1,y1),b=(x2,y2)
则a+b=(x1i+y1j)+(x2i+y2j)
=(x1+x2)i+(y1+y2)j
即 a+b=(x1+x2,y1+y2)。
同理可得 a-b=(x1-x2,y1-y2)。
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。
由此可以得到:
一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的终点坐标减去始点的坐标。
根据上面的结论又可得
若a=(x,y),则λa=(λx,λy)
这就是说,实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向量的相应坐标。
向量的数量积
向量数量积定义:
(1)向量a与向量b的夹角:已知两个非零向量,过O点做向量OA=a,向量OB=b,则角AOB=θ叫做向量a与b的夹角。
(2)已知两个非零向量a、b,那么|a||b|cos θ叫做a与b的数量积或内积,记作a·b,θ是a与b的夹角,|a|cos θ(|b|cos θ)叫做向量a在b方向上(b在a方向上)的投影。零向量与任意向量的数量积为0。
a·b的几何意义:数量积a·b等于a的长度|a|与b在a的方向上的投影|b|cos θ的乘积。
两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和。即:若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a·b=x1x2+y1y2 向量的数量积的性质
(1)a·a=∣a∣^2≥0
(2)a·b=b·a
(3)k(ab)=(ka)b=a(kb)
(4)a·(b+c)=a·b+a·c
(5)a·b=0<=>a⊥b
(6)a=kb<=>a//b
(7)e1·e2=|e1||e2|cosθ=cosθ
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,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)
④ 向量的计算法则
1、向量的加法
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)。
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
向量的减法
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').
3、数乘向量
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;
向量的数乘
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。
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: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。
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,记作a·b。若a、b不共线,则a·b=|a|·|b|·cos〈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|≠|a|·|b|
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(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共线,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=|a||b|。
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
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)
⑤ 向量的加减乘除运算法则是什么
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0OA-OB=BA.即“共同起点,指向被减”,例如:a=(x1,y1),b=(x2,y2) ,则a-b=(x1-x2,y1-y2)。
向量的乘法:实数λ和向量a的叉乘乘积是一个向量,记作λa,且|λa|=|λ|*|a|。当λ>0时,λa的方向与a的方向相同。
向量加法的运算律:
1、交换律:a+b=b+a;
2、结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。
3、加减变换律:a+(-b)=a-b
4、向量的加减乘(向量没有除法)运算满足实数加减乘运算法则。
⑥ 向量计算公式
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,记作a?b。若a、b不共线,则a?b=|a|?|b|?cos〈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|。
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|≠|a|?|b|
4、由 |a|=|b| ,推不出 a=b或a=-b。
2、向量的向量积
定义:两个向量a和b的向量积(外积、叉积)是一个向量,记作a×b。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共线,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‖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×c+b×c.
注:向量没有除法,“向量AB/向量CD”是没有意义的。
3、向量的三角形不等式
1、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a+b∣≤∣a∣+∣b∣;
① 当且仅当a、b反向时,左边取等号;
② 当且仅当a、b同向时,右边取等号。
2、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a-b∣≤∣a∣+∣b∣。
① 当且仅当a、b同向时,左边取等号;
② 当且仅当a、b反向时,右边取等号。
4、定比分点
定比分点公式(向量P1P=λ?向量PP2)
设P1、P2是直线上的两点,P是l上不同于P1、P2的任意一点。则存在一个实数 λ,使 向量P1P=λ?向量PP2,λ叫做点P分有向线段P1P2所成的比。
若P1(x1,y1),P2(x2,y2),P(x,y),则有
OP=(OP1+λOP2)(1+λ);(定比分点向量公式)
x=(x1+λx2)/(1+λ),
y=(y1+λy2)/(1+λ)。(定比分点坐标公式)
我们把上面的式子叫做有向线段P1P2的定比分点公式
5、三点共线定理
若OC=λOA +μOB ,且λ+μ=1 ,则A、B、C三点共线
三角形重心判断式
在△ABC中,若GA +GB +GC=O,则G为△ABC的重心
向量共线的重要条件
若b≠0,则a//b的重要条件是存在唯一实数λ,使a=λb。
a//b的重要条件是 xy'-x'y=0。
零向量0平行于任何向量。
向量垂直的充要条件
a⊥b的充要条件是 a?b=0。
a⊥b的充要条件
希望对你有用,望采纳。
⑦ 什么向量 如何计算
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(moius)。
规定,长度为0的向量叫做零向量,记为0.
模为1的向量称为单位向量。
与向量a长度相等而方向相反的向量,称为a的相反向量。记为-a
方向相等且模相等的向量称为相等向量。
第一步:
按照图形建立三维坐标系o-xyz
之后,将点的坐标带进去,求出所需向量的坐标。
第二步:
求平面的法向量:
令法向量n=(x,y,z)
因为法向量垂直于此平面
所以n垂直于此面内两相交直线(其方向向量为a,b)
可列出两个方程
n·a=0,n·b=0
两个方程,三个未知数
然后根据计算方便
取z(或x或y)等于一个数(如:1,√2等)
代入即可求出面的一个法向量n的坐标了.
会求法向量后
1.斜线与平面所成的角就是求出斜线的方向向量与平面的法向量n的夹角,所求角为上述夹角的余角或者夹角减去π/2.
2.点到平面的距离就是求出该面的法向量n在平面上任取(除被求点在该平面的射影外)一点,
求出平面外那点和你所取的那点所构成的向量,记为a
点到平面的距离就是法向量n与a的数量积的绝对值|n·a|除以法向量的模|n|即得所求.
3.二面角的求法就是求出两个平面的法向量
可以求出两个法向量的夹角为两向量的数量积除以两向量模的乘积
:cos
=|n·m|/(|n||m|)
那么二面角就是上面求的两法向量的夹角或者它的补角。
4.设直线l,m的方向向量分别为a,b,平面α,β的法向量分别为μ,ν
则
线线平行
l∥m<=>a∥b
<=>
a=kb
线面平行
l∥α<=>a⊥μ
<=>a·μ=0
面面平行
α∥β<=>μ∥ν
<=>μ=kν
线线垂直
l⊥m<=>a⊥b
<=>a·b=0
线面垂直
l⊥α
<=>a∥μ
<=>
a=kμ
面面垂直
α⊥β<=>
μ⊥ν
<=>μ·ν=0
5.向量的坐标运算:设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则
1.|a|=√(x1²+y1²)
2.a+b=(x1+x2,y1+y2)
3.a-b=(x1-x2,y1-y2)
4.ka=k(x1,y1)=(kx1,ky1)
5.a·b=x1x2+y1y2
6.a∥b<=>
x1y2=x2y1(一般写为:x1y2-x2y1=0)
7.a⊥b<=>
a·b=0<=>x1x2+y1y2=0
8.cos
=(a·b)/(|a|·|b|)=(x1x2+y1y2)
/
[
√(x1²+y1²)·√(x2²+y2²)
]
注:x1中的1为下标,以此类推
⑧ ijk向量叉乘计算公式怎么记
将向量用坐标表示(三维向量),若向量a=(a1,b1,c1),向量b=(a2,b2,c2),则向量a×向量b=|ijk||a1b1c1||a2b2 c2|=(b1c2-b2c1,c1a2-a1c2,a1b2-a2b1)(i、j、k分别为空间中相互垂直的三条坐标轴的单位向量)。
叉乘,也叫向量的外积、向量积。顾名思义,求下来的结果是一个向量,记这个向量为c。
向量c的方向与a,b所在的平面垂直,且方向要用“右手法则”判断(用右手的四指先表示向量a的方向,然后手指朝着手心的方向摆动到向量b的方向,大拇指所指的方向就是向量c的方向)。
因此向量的外积不遵守乘法交换率,因为向量a×向量b=-向量b×向量a在物理学中,已知力与力臂求力矩,就是向量的外积,即叉乘。
一般我们在解决立体几何题目时会选择建立坐标系,因为这样做比较保险也有固定套路。很多时候这些题目要求你计算某一个面的法向量(normal vector),这在高中阶段也是有固定方法的,我们这里想要介绍的是一种更高级也更迅速的方法,也就是引入向量叉乘(cross proct,“向量”同物理中的“矢量”概念,一直想不通为啥数学和物理用不一样的名字,英文都是vector)这一概念。
我们都学过向量的标量积,也就是所谓的点乘(dot proct),两个向量做标量积后得到的是一个标量。我们这里定义一种新的向量运算,也就是向量积或者叫叉乘:
其运算结果仍是一个向量,我们记之为向量c,它的模定义为:
其中θ为向量a和向量b的夹角,如下图所示,c的模即以a和b为两条边的平行四边形的面积。
⑨ 向量的加减乘除怎么算
1、向量的加法:满足平行四边形法则和三角形法则,即
(9)k维向量计算法扩展阅读:
一、向量加法的运算律:
1、交换律:a+b=b+a;
2、结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。
3、加减变换律:a+(-b)=a-b
4、向量的加减乘(向量没有除法)运算满足实数加减乘运算法则。
二、向量的数乘规律:
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。
参考资料来源:网络--向量
⑩ ijk向量叉乘计算公式
|向量c|=|向量a×向量b|=|a||b|sin<a,b>
叉乘,也叫向量的外积、向量积。顾名思义,求下来的结果是一个向量,记这个向量为c。
向量c的方向与a,b所在的平面垂直,且方向要用“右手法则”判断(用右手的四指先表示向量a的方向,然后手指朝着手心的方向摆动到向量b的方向,大拇指所指的方向就是向量c的方向)。
因此向量的外积不遵守乘法交换率,因为向量a×向量b= -向量b×向量a在物理学中,已知力与力臂求力矩,就是向量的外积,即叉乘。
将向量用坐标表示(三维向量),若向量a=(a1,b1,c1),向量b=(a2,b2,c2),则向量a×向量b=
| i j k |
|a1 b1 c1|
|a2 b2 c2|
=(b1c2-b2c1,c1a2-a1c2,a1b2-a2b1)
(i、j、k分别为空间中相互垂直的三条坐标轴的单位向量)。
(10)k维向量计算法扩展阅读
方向:a向量与b向量的向量积的方向与这两个向量所在平面垂直,且遵守右手定则。(一个简单的确定满足“右手定则”的结果向量的方向的方法是这样的:若坐标系是满足右手定则的,当右手的四指从a以不超过180度的转角转向b时,竖起的大拇指指向是c的方向。)
也可以这样定义(等效):
向量积|c|=|a×b|=|a||b|sin<a,b>
即c的长度在数值上等于以a,b,夹角为θ组成的平行四边形的面积。
而c的方向垂直于a与b所决定的平面,c的指向按右手定则从a转向b来确定。
*运算结果c是一个伪向量。这是因为在不同的坐标系中c可能不同。