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嚮量 Xiang Liang  

魔奇俠玄 Magic Fairy Mystery《逃到異界當魔王》
科幻小說 Science fiction《始皇病毒》

No. 2
  ①又稱“矢量”。既有大小,又有方向的量。可用帶有方向的綫段來表示,綫段的長度表示嚮量的大小,也稱“嚮量的模”。在代數中,嚮量常用n元有序數組(x1,x2,…,xn)來表示。嚮量運算與一般數量運算不同,有嚮量加法、嚮量減法、數乘嚮量、數量積和嚮量積五種。嚮量概念除了在數學上有重要意義外,在物理學中有廣泛應用,如力、速度、位移、電場強度等物理量都是嚮量
  ②綫性表的一種存儲結構。用一組連續的存儲單元依次存放綫性表中的各個數據元素。一個數據元素可占據一個或幾個存儲單元。嚮量是一種可隨機存取的存儲結構,其中任一分量的存取時間相同。
名稱定義
  我們知道,位移是既有大小又有方向的量.事實上,現實世界中,這種量是很多的,如力、速度、加速度等.我們把既有大小又有方向的量叫做嚮量.亦稱矢量.
  在綫性代數中的嚮量是指,n個實數組成的有序數組稱為n維嚮量.一般用α,β,γ等希臘字母表示.有時也用a,b,c,o,u,v,x,y等拉丁字母表示.
  α=(a1,a2,…,an)稱為n維嚮量.其中ai稱為嚮量α的第i個分量.
  ("a1"的"1"為a的下標,"ai"的"i"為a的下標,其他類推)
反義詞
  標量和嚮量是一對反義詞.標量是衹有大小但沒有方向的量.例如距離.
嚮量的來源
  規定了方向和大小的量稱為嚮量嚮量又稱為矢量,最初被應用於物理學.很多物理量如力、速度、位移以及電場強度、磁感應強度等都是嚮量.大約公元前350年前,古希臘著名學者亞裏士多德就知道了力可以表示成嚮量,兩個力的組合作用可用著名的平行四邊形法則來得到.“嚮量”一詞來自力學、解析幾何中的有嚮綫段.最先使用有嚮綫段表示嚮量的是英國大科學家牛頓.
嚮量的運用
  在數學中,我們通常用點表示位置,用射綫表示方向.在平面內,從任一點出發的所有射綫,可以分別用來表示平面內的各個方向
嚮量的表示
  嚮量常用一條有嚮綫段來表示,有嚮綫段的長度表示嚮量的大小,箭頭所指的方向表示嚮量的方向.
  嚮量也可用字母a①、b、c等表示,或用表示嚮量的有嚮綫段的起點和終點字母表示.
  嚮量 的大小,也就是嚮量 的長度(或稱模),記作|a|長度為0的嚮量叫做零嚮量,記作0.長度等於1個單位長度的嚮量,叫做單位嚮量
平行嚮量與相等嚮量
  方向相同或相反的非零嚮量叫做平行嚮量嚮量a、b、c平行,記作a∥b∥c.我們規定0與任一嚮量平行.
  長度相等且方向相同的嚮量叫做相等嚮量嚮量a與b相等,記作a=b.零嚮量與零嚮量相等.任意兩個相等的非零嚮量,都可用同一條有嚮綫段來表示,並且與有嚮綫段的起點無關.
嚮量的運算
  1、嚮量的加法:
  ab+bc=ac
  設a=(x,y) b=(x',y')
  則a+b=(x+x',y+y')
  嚮量的加法滿足平行四邊形法則和三角形法則。
  嚮量加法的性質:
  交換律:
  a+b=b+a
  結合律:
  (a+b)+c=a+(b+c)
  a+0=0+a=a
  2、嚮量的減法
  ab-ac=cb
  a-b=(x-x',y-y')
  若a//b
  則a=eb
  則xy`-x`y=0
  若a垂直b
  則ab=0
  則xx`+yy`=0
  3、嚮量的乘法
  設a=(x,x') b=(y,y')
  a·b(點積)=x·x'+y·y'
嚮量
  在初中課改教材初三課本中學習
  高一必修4裏學到
數量的定義
  數學中,把衹有大小但沒有方向的量叫做數量(或純量),物理中常稱為標量。
嚮量的定義
  數學中,既有大小又有方向的量叫做嚮量(亦稱矢(shǐ)量)。
  註:在綫性代數中的嚮量是指n個實數組成的有序數組,稱為n維嚮量。α=(a1,a2,…,an) 稱為n維嚮量.其中ai稱為嚮量α的第i個分量。
  ("a1"的"1"為a的下標,"ai"的"i"為a的下標,其他類推)。
嚮量的表示
  1、代數表示:一般印刷用黑體小寫字母α、β、γ … 或a、b、c … 等來表示,手寫用在a、b、c…等字母上加一箭頭表示。
  2、幾何表示:嚮量可以用有嚮綫段來表示。有嚮綫段的長度表示嚮量的大小,箭頭所指的方向表示嚮量的方向。(若規定綫段AB的端點A為起點,B為終點,則綫段就具有了從起點A到終點B的方向和長度。這種具有方向和長度的綫段叫做有嚮綫段。)
  3、坐標表示:
  1,在平面直角坐標係中,分別取與x軸、y軸方向相同的兩個單位嚮量i,j作為一組基底。a為平面直角坐標係內的任意嚮量,以坐標原點O為起點作嚮量OP=a。由平面嚮量基本定理知,有且衹有一對實數(x,y),使得 a=嚮量OP=xi+yj,因此把實數對(x,y)叫做嚮量a的坐標,記作a=(x,y)。這就是嚮量a的坐標表示。其中(x,y)就是點P的坐標。嚮量OP稱為點P的位置嚮量
  2,在立體三維坐標係中,分別取與x軸、y軸,z軸方向相同的3個單位嚮量i,j, k作為一組基底。若a為該坐標係內的任意嚮量,以坐標原點O為起點作嚮量OP=a。由空間基本定理知,有且衹有一對實數(x,y, z),使得 a=嚮量OP=xi+yj+zk,因此把實數對(x,y, k)叫做嚮量a的坐標,記作a=(x,y, z)。這就是嚮量a的坐標表示。其中(x,y, k),也就是點P的坐標。嚮量OP稱為點P的位置嚮量
  3,當然,對於空間多維嚮量,可以通過類推得到,此略.
嚮量的模和嚮量的數量
  嚮量的大小,也就是嚮量的長度(或稱模)。嚮量a的模記作|a|。
  註:
  1、嚮量的模是非負實數,是可以比較大小的。
  2、因為方向不能比較大小,所以嚮量也就不能比較大小。對於嚮量來說“大於”和“小於”的概念是沒有意義的。例如,“嚮量AB>嚮量CD”是沒有意義的。
特殊的嚮量
  單位嚮量
  長度為單位1的嚮量,叫做單位嚮量.與嚮量a同嚮且長度為單位1的嚮量,叫做a方向上的單位嚮量,記作a0,a0=a/|a|。
  零嚮量
  長度為0的嚮量叫做零嚮量,記作0.零嚮量的始點和終點重合,所以零嚮量沒有確定的方向,或說零嚮量的方向是任意的。
  相等嚮量
  長度相等且方向相同的嚮量叫做相等嚮量嚮量a與b相等,記作a=b.
  規定:所有的零嚮量都相等.
  當用有嚮綫段表示嚮量時,起點可以任意選取。任意兩個相等的非零嚮量,都可用同一條有嚮綫段來表示,並且與有嚮綫段的起點無關.同嚮且等長的有嚮綫段都表示同一嚮量
  自由嚮量
  始點不固定的嚮量,它可以任意的平行移動,而且移動後的嚮量仍然代表原來的嚮量
  在自由嚮量的意義下,相等的嚮量都看作是同一個嚮量
  數學中衹研究自由嚮量
  滑動嚮量
  沿着直綫作用的嚮量稱為滑動嚮量
  固定嚮量
  作用於一點的嚮量稱為固定嚮量(亦稱膠着嚮量)。
  位置嚮量
  對於坐標平面內的任意一點P,我們把嚮量OP叫做點P的位置嚮量,記作:嚮量P。
相反嚮量
  與a長度相等、方向相反的嚮量叫做a的相反嚮量,記作-a。有 -(-a)=a;
  零嚮量的相反嚮量仍是零嚮量
  平行嚮量
  方向相同或相反的非零嚮量叫做平行(或共綫)嚮量嚮量a、b平行(共綫),記作a∥b.
  零嚮量長度為零,是起點與終點重合的嚮量,其方向不確定,我們規定:零嚮量與任一嚮量平行.
  平行於同一直綫的一組嚮量是共綫嚮量
  共面嚮量
  平行於同一平面的三個(或多於三個)嚮量叫做共面嚮量
  空間中的嚮量有且衹有一下兩種位置關係:⑴共面;⑵不共面。
  衹有三個或三個以上嚮量纔談共面不共面。
嚮量的運算
  設a=(x,y),b=(x',y')。
  1、嚮量的加法
  嚮量的加法滿足平行四邊形法則和三角形法則。
  AB+BC=AC。
  a+b=(x+x',y+y')。
  a+0=0+a=a。
  嚮量加法的運算律:
  交換律:a+b=b+a;
  結合律:(a+b)+c=a+(b+c)。
  2、嚮量的減法
  如果a、b是互為相反的嚮量,那麽a=-b,b=-a,a+b=0. 0的反嚮量為0
  AB-AC=CB. 即“共同起點,指嚮被減”
  a=(x,y) b=(x',y') 則 a-b=(x-x',y-y').
  3、數乘嚮量
  實數λ和嚮量a的乘積是一個嚮量,記作λa,且∣λa∣=∣λ∣·∣a∣。
  當λ>0時,λa與a同方向;
  當λ<0時,λa與a反方向;
  當λ=0時,λa=0,方向任意。
  當a=0時,對於任意實數λ,都有λa=0。
  註:按定義知,如果λa=0,那麽λ=0或a=0。
  實數λ叫做嚮量a的係數,乘數嚮量λa的幾何意義就是將表示嚮量a的有嚮綫段伸長或壓縮。
  當∣λ∣>1時,表示嚮量a的有嚮綫段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上伸長為原來的∣λ∣倍;
  當∣λ∣<1時,表示嚮量a的有嚮綫段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上縮短為原來的∣λ∣倍。
  數與嚮量的乘法滿足下面的運算律
  結合律:(λa)·b=λ(a·b)=(a·λb)。
  嚮量對於數的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa.
  數對於嚮量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb.
  數乘嚮量的消去律:① 如果實數λ≠0且λa=λb,那麽a=b。② 如果a≠0且λa=μa,那麽λ=μ。
  4、嚮量的數量積
  定義:已知兩個非零嚮量a,b。作OA=a,OB=b,則角AOB稱作嚮量a和嚮量b的夾角,記作〈a,b〉並規定0≤〈a,b〉≤π
  定義:兩個嚮量的數量積(內積、點積)是一個數量,記作a·b。若a、b不共綫,則a·b=|a|·|b|·cos〈a,b〉;若a、b共綫,則a·b=+-∣a∣∣b∣。
  嚮量的數量積的坐標表示:a·b=x·x'+y·y'。
  嚮量的數量積的運算律
  a·b=b·a(交換律);
  (λa)·b=λ(a·b)(關於數乘法的結合律);
  (a+b)·c=a·c+b·c(分配律);
  嚮量的數量積的性質
  a·a=|a|的平方。
  a⊥b 〈=〉a·b=0。
  |a·b|≤|a|·|b|。(該公式證明如下:|a·b|=|a|·|b|·|cosα| 因為0≤|cosα|≤1,所以|a·b|≤|a|·|b|)
  嚮量的數量積與實數運算的主要不同點
  1、嚮量的數量積不滿足結合律,即:(a·b)·c≠a·(b·c);例如:(a·b)^2≠a^2·b^2。
  2、嚮量的數量積不滿足消去律,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、嚮量嚮量
  定義:兩個嚮量a和b的嚮量積(外積、叉積)是一個嚮量,記作a×b。若a、b不共綫,則a×b的模是:∣a×b∣=|a|·|b|·sin〈a,b〉;a×b的方向是:垂直於a和b,且a、b和a×b按這個次序構成右手係。若a、b共綫,則a×b=0。
  嚮量嚮量積性質:
  ∣a×b∣是以a和b為邊的平行四邊形面積。
  a×a=0。
  a∥b〈=〉a×b=0。
  嚮量嚮量積運算律
  a×b=-b×a;
  (λa)×b=λ(a×b)=a×(λb);
  (a+b)×c=a×c+b×c.
  註:嚮量沒有除法,“嚮量AB/嚮量CD”是沒有意義的。
  6、三嚮量的混合積
  定義:給定空間三嚮量a、b、c,嚮量a、b的嚮量積a×b,再和嚮量c作數量積(a×b)·c,所得的數叫做三嚮量a、b、c的混合積,記作(a,b,c)或(abc),即(abc)=(a,b,c)=(a×b)·c
  混合積具有下列性質:
  1、三個不共面嚮量a、b、c的混合積的絶對值等於以a、b、c為棱的平行六面體的體積V,並且當a、b、c構成右手係時混合積是正數;當a、b、c構成左手係時,混合積是負數,即(abc)=εV(當a、b、c構成右手係時ε=1;當a、b、c構成左手係時ε=-1)
  2、上性質的推論:三嚮量a、b、c共面的充要條件是(abc)=0
  3、(abc)=(bca)=(cab)=-(bac)=-(cba)=-(acb)
  4、(a×b)·c=a·(b×c)
  嚮量的三角形不等式
  1、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a+b∣≤∣a∣+∣b∣;
  ① 當且僅當a、b反嚮時,左邊取等號;
  ② 當且僅當a、b同嚮時,右邊取等號。
  2、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a-b∣≤∣a∣+∣b∣。
  ① 當且僅當a、b同嚮時,左邊取等號;
  ② 當且僅當a、b反嚮時,右邊取等號。
  定比分點
  定比分點公式(嚮量P1P=λ·嚮量PP2)
  設P1、P2是直綫上的兩點,P是l上不同於P1、P2的任意一點。則存在一個實數 λ,使 嚮量P1P=λ·嚮量PP2,λ叫做點P分有嚮綫段P1P2所成的比。
  若P1(x1,y1),P2(x2,y2),P(x,y),則有
  OP=(OP1+λOP2)(1+λ);(定比分點嚮量公式)
  x=(x1+λx2)/(1+λ),
  y=(y1+λy2)/(1+λ)。(定比分點坐標公式)
  我們把上面的式子叫做有嚮綫段P1P2的定比分點公式
  三點共綫定理
  若OC=λOA +μOB ,且λ+μ=1 ,則A、B、C三點共綫
  三角形重心判斷式
  在△ABC中,若GA +GB +GC=O,則G為△ABC的重心
嚮量共綫的重要條件
  若b≠0,則a//b的重要條件是存在唯一實數λ,使a=λb。
  a//b的重要條件是 xy'-x'y=0。
  零嚮量0平行於任何嚮量
嚮量垂直的充要條件
  a⊥b的充要條件是 a·b=0。
  a⊥b的充要條件是 xx'+yy'=0。
  零嚮量0垂直於任何嚮量.
嚮量的來源
  嚮量(或矢量),最初被應用於物理學.很多物理量如力、速度、位移以及電場強度、磁感應強度等都是嚮量.大約公元前350年前,古希臘著名學者亞裏士多德就知道了力可以表示成嚮量,兩個力的組合作用可用著名的平行四邊形法則來得到.“嚮量”一詞來自力學、解析幾何中的有嚮綫段.最先使用有嚮綫段表示嚮量的是英國大科學家牛頓.
  課本上討論的嚮量是一種帶幾何性質的量,除零嚮量外,總可以畫出箭頭表示方向.但是在高等數學中還有更廣泛的嚮量.例如,把所有實係數多項式的全體看成一個多項式空間,這裏的多項式都可看成一個嚮量.在這種情況下,要找出起點和終點甚至畫出箭頭表示方向是辦不到的.這種空間中的嚮量比幾何中的嚮量要廣泛得多,可以是任意數學對象或物理對象.這樣,就可以指導綫性代數方法應用到廣阔的自然科學領域中去了.因此,嚮量空間的概念,已成了數學中最基本的概念和綫性代數的中心內容,它的理論和方法在自然科學的各領域中得到了廣泛的應用.而嚮量及其綫性運算也為“嚮量空間”這一抽象的概念提供出了一個具體的模型.
  從數學發展史來看,歷史上很長一段時間,空間的嚮量結構並未被數學家們所認識,直到19世紀末20世紀初,人們纔把空間的性質與嚮量運算聯繫起來,使嚮量成為具有一套優良運算通性的數學體係.
  嚮量能夠進入數學並得到發展,首先應從復數的幾何表示談起.18世紀末期,挪威測量學家威塞爾首次利用坐標平面上的點來表示復數a+bi,並利用具有幾何意義的復數運算來定義嚮量的運算.把坐標平面上的點用嚮量表示出來,並把嚮量的幾何表示用於研究幾何問題與三角問題.人們逐步接受了復數,也學會了利用復數來表示和研究平面中的嚮量嚮量就這樣平靜地進入了數學.
  但復數的利用是受限製的,因為它僅能用於表示平面,若有不在同一平面上的力作用於同一物體,則需要尋找所謂三維“復數”以及相應的運算體係.19世紀中期,英國數學家哈密爾頓發明了四元數(包括數量部分和嚮量部分),以代表空間的嚮量.他的工作為嚮量代數和嚮量分析的建立奠定了基礎.隨後,電磁理論的發現者,英國的數學物理學家麥剋思韋爾把四元數的數量部分和嚮量部分分開處理,從而創造了大量的嚮量分析.
  三維嚮量分析的開創,以及同四元數的正式分裂,是英國的居伯斯和海維塞德於19世紀8O年代各自獨立完成的.他們提出,一個嚮量不過是四元數的嚮量部分,但不獨立於任何四元數.他們引進了兩種類型的乘法,即數量積和嚮量積.並把嚮量代數推廣到變嚮量嚮量微積分.從此,嚮量的方法被引進到分析和解析幾何中來,並逐步完善,成為了一套優良的數學工具.
心電嚮量與綜合心電嚮量
  物理學上用來表明既有數量大小,又有方向性的量叫做嚮量(Vector),亦稱矢量。心肌細胞在除極和復極的過程中形成電偶,電偶既有數量大小,又有方向性,稱為電偶嚮量。電偶嚮量可以看作是單個心肌細胞的心電嚮量,它的數量大小就是電偶的電動勢,取决於電偶兩極電荷聚集的數目,數目越多,電動勢就越大,反之,則越小。心電嚮量的方向就是電偶的方向。電偶嚮量可用箭矢來表示,箭桿的長度表示嚮量的大小,箭頭表示嚮量的方向(電源),箭尾表示電穴。因為心肌的除極是從心內膜面開始指嚮心外膜面,所以嚮量的方向是電源在前(箭頭),電穴在後(箭尾)。復極時,因為先除極的部位先復極,所以電穴在前電源在後。而心肌復極從心外膜開始,指嚮心內膜,因此復極嚮量與除極一致。
  一片心肌是由多個心肌細胞所組成,除極與復極時會産生很多個電偶嚮量,把它們疊加在一起成為一個電偶嚮量,這就是綜合心電嚮量。心髒是由幾個部分心肌組成的,除極時,是不同方向的電偶嚮量同時活動,各自産生不同方向的電動力,把幾個不同方向的心電嚮量綜合成一個嚮量,就代表整個心髒的綜合心電嚮量
  在心電活動周期中,各部心肌除極與復極有一定的順序,每一瞬間均有不同部位的心肌的心電活動,例如:心室除極時0.01s,0.02s~0.08s的心電嚮量 在某一瞬間又有衆多的心肌細胞産生方向不盡相同的電偶嚮量,把這些電偶嚮量按平行四邊形法依次加以綜合,這個最後綜合而成的嚮量稱為瞬間綜合心電嚮量。心髒是立體器官,它産生的瞬間嚮量在空間朝嚮四面八方,把一瞬間綜合心電嚮量的尖端構成一點,則在整個心電周期中隨着時間的推移,把移動的各點連接起來的環形軌跡就構成空間心電嚮量環即空間嚮量心電圖
  空間心量嚮量環是一個立體圖形,在平面紙上描繪立體圖形是睏難的,通常采用空間心電嚮量環在三個不同的互相垂直的平面的投影來觀察。所謂投影,就是與某一平面垂直的平行光綫照在心電嚮量環上,此嚮量環在這個平面上形成的影像稱為投影。然後把投影在每一面的形態繪成平面圖,由這三個平面圖組成空間立體圖象。此即臨床上常規記錄的心電嚮量圖。亦稱空間嚮量環的第一次投影。
  臨床上常用的三個平面(額面、橫面、矢狀面)由三個軸(Y軸、X軸、Z軸)組成的(見圖14-2-5及註解)。以橫面為例簡述心電嚮量圖的基本圖形如下:
  P環亦稱P嚮量環,代表心房肌除極過程,其綜合嚮量的方向(P電軸)指嚮左下稍偏前。
  QRS環代表心室肌的除極過程,環體橢園形,呈逆鐘嚮運行,總時間約0.08s,三分之一位於x軸之前,三分之二位於X軸之後,其綜合嚮量的方向(QRS電軸)指嚮左後。根據其除極順序的先後又分為:①室間隔除極,又稱初始嚮量或0.01s嚮量。心室除極首先開始於室間隔左側中1/3處自左嚮右除極,除極嚮量指嚮右前(約110°左右)。②尖部除極。當心室除極到0.02s時,衝動擴展到心尖部,此時左右心尖部同時進行除極,其綜合嚮量指嚮前下。③左心室除極在除極開始後0.04s左右,室間隔和右室的絶大部分已除極完畢,衹有左室側壁和右室後基底部除極仍在進行,所以又稱0.04s嚮量或最大嚮量,其方向指嚮左後。④基底部除極當除極至0.06s時,衹剩下左室後基底部和室間隔的一小塊基底部除極仍在進行,故又稱終末嚮量,其方向指嚮右後(相當於265度左右)。
  T環代表心室肌的復極過程,其綜合嚮量的方向指嚮左前與QRS環電軸方向基本一致,反映在心電圖R波為主的導聯中T波是直立的。這與前文闡述的單個心肌細胞的除極與復有嚮量方向相反的說法似乎有矛盾之處。目前認為,心室復極過程與除極過程有所不同,它與傳導係統無關,而與心肌的代謝功能有密切關係。一般地說,溫度高,壓力小,供血好的部位,其細胞復極就快些。心外膜與心內膜比較,符合這三個條件,所以,心外膜復極快。由於心外膜早於心內膜復極,這樣,其電偶嚮量的電源在心外膜側,電穴在心內膜側,即心室復極的嚮量指嚮心外膜,因此心室除極與復極的方向一致。
  嚮量與矢量的一些區別:
嚮量與矢量的一些區別:
  學過高中物理便知道矢量,學過高等代數便知道嚮量,兩個相似的概念其實是存在不同的。 矢量是一個幾何中的概念,表示一個具有方向和大小的量,有起點和終點。從矢量的幾何定義出發,是很難研究的。順應數學中幾何概念代數化的潮流,顯然把矢量的概念用代數方法來表示,就好量化地定義矢量的運算並進一步研究各種復雜的運算(加乘帶微分)。笛卡爾同學是個好同學,坐標係的出現方便了矢量的代數定義。把一個矢量r放置在一個人為規定的坐標係下,3維坐標係的x-y-z軸上分別有了3個基矢量i-j-k(長度為1),把這個矢量的起點和終點嚮三個軸上投影,得到三個投影矢量a*i,b*j,c*k,那麽a,b,c(屬於R)便是矢量r在這個坐標係下的坐標,即r=[a b c]*transpose[i j k]=[i j k]*transpose[a b c]。如此講來,基本把人搞暈,來點兒幹脆的,就是把矢量r平移使得其起點與坐標係原點重合,則其終點的坐標就是這個矢量的坐標,以坐標係原點為起點的矢量被稱為矢徑。矢量的坐標transpose[a b c](即矢量的代數定義)便是代數學中常常出現的嚮量。兩個概念常常被混為一談是不對的,不僅僅因為矢量是幾何概念而嚮量是代數概念,而且嚮量在代數中早就被擴充到n維,早已超出了現實生活3維空間的限製。另外,一個矢量或者說一個點(當矢量為矢徑時,矢量就跟其終點一一對應)是客觀存在,在不同的坐標係下將有不同的坐標表示,也就是說,一個矢量或者一個點可以有很多(無窮)嚮量與其對應。記住嚮量(3維及其以下)是矢量的代數表示就可以了。
  有了代數定義,自然而然就要以嚮量去對應着研究矢量的運算,目前看來,矢量運算包括加(減)、點乘和叉乘和對時間求導。加和乘是在高等數學裏見過的,而矢量求導運算是在本科的數學課程中沒有見過的(至少我沒在本科見過,說到這兒我又要鄙視當時的本科教育了),矢量的求導運算是研究剛體運動學和相對運動的基礎(除非衹會刨木頭),在理論力學中有講。需要註意的是,矢量叉乘的結果仍是一個矢量,這個新矢量的坐標(嚮量)的計算是與被乘矢量對應的一個反對稱矩陣有關。同一個矢量在不同坐標係下坐標(嚮量)不同,坐標的變換需要依賴一個方向餘弦陣,機器人學中又稱旋轉矩陣。
百科辭典
  xiangliang
  嚮量
  vector
    一種既有大小又有方向的量。又稱為矢量。例如在物理學中的速度、加速度、力等等就是這樣的量。捨棄實際含義,就抽象為數學中的概念──嚮量
    下面限於三維歐氏空間中來討論。
    嚮量的表示法 通常可以用幾何的或代數的方法來表示嚮量
    嚮量的幾何表示法 從空間中任意一點 □出發引一半射綫□□,並在其上另取一點□,則有嚮綫段□□就代表一嚮量(圖1嚮量的幾何表示),簡記為□,或用□表示;這嚮量的大小就是綫段□□的長,其方向就是半射綫□的方向。嚮量□的大小稱為它的模或絶對值,記為□。
    一般說來,如果嚮量□的起點□換作另一點□□,終點也換作另一點□□,使□□∥□□□□,且它們的指嚮也相同,又長度□則認為嚮量□與嚮量□是相等或相同的嚮量:□,仍可記為□。這樣理解的嚮量有時也稱為自由嚮量(起點可自由改變)。當然根據實際情況,有時嚮量的起點不能隨便改變(例如,如果嚮量□代表一個力,其起點□代表力的作用點,這時起點就不能隨意改變),這種嚮量有時稱為固端嚮量。這裏一般衹考慮自由嚮量
    一種特殊情況須加註意,就是□=□的情況,這時嚮量□稱為零嚮量,記為0。零嚮量的模為0,而且無確定方向。
    按照前面自由嚮量的觀點,規定兩嚮量□,□相等的充分必要條件是:|□|=|□|,且(如果它們不是零嚮量)□,□的方向(包括指嚮)相同。
    如果嚮量□,□(都≠0)所在直綫平行或重合,則稱□與□平行,□記作□∥□。嚮量-□指的是其模與□的模相等、且與□平行但指嚮相反的嚮量。如果嚮量□,□所在直綫互相垂直,則稱□與□互相垂直或正交,記作□⊥□。
    此外還規定,任何嚮量□都與零嚮量0既平行又垂直。
    根據定義,任何嚮量□與它自身平行。
    如果嚮量□的模等於1(|□|=1),則稱□為一單位嚮量
    嚮量的代數表示法 嚮量的幾何表示法既直觀又簡單。但作為一種數學量,嚮量要參加運算,這種表示法有時就極不方便。下面嚮量的代數表示法就可剋服這一睏難。
    在空間取定一右手坐標係(當然也可取左手坐標係,但為確定起見,不取左手係),如圖2 嚮量的坐標表示。已給一嚮量□。把它的起點取在坐標原點□處,其終點為□。把有嚮綫段□□投影到三坐標軸□,□,□上,分別得投影□□□,□□□,□□□,它們的有嚮長□,□,□分別稱為□在□軸、□軸、□軸上的三個分量,而把□表示為
      □  (1)這便是嚮量□的代數表示法。(□,□□,□)實際上就是□點在□□□□坐標係中的坐標。反過來,給定空間一點□ (□,□,□),由(1)式就可定義一嚮量□□,使其三個分量依次為□,□,□。
    零嚮量0的三個分量都是0:0={0,0,0}。
    由定義還可知,如果嚮量□以(1)式給出,則
     □
    如果嚮量□的起點取在□□{□□,□□,□□}點,而終點為□□{□□,□□,□□},則其代數表示為
    □  (2)
    當坐標係作平移時,嚮量的代數表示不變。當坐標係在討論過程中始終固定不變時,則也可把(1)式,即三個有順序的數□,□,□作為嚮量的定義。
    嚮量的代數運算 嚮量作為一種數學量可以進行某些代數運算,如加法、減法、乘法等。這些運算方法都有實際背景,因此在實際上是有意義的,應用時是有效的。
    嚮量的數乘 嚮量□與一(實)數□的乘法規定如下:定義□□為一嚮量,其模
     □且與□平行;當□>0時,其指嚮與□的相同;當□   □
    如果用代數表示法,則若□={□,□,□},便有
     □
    嚮量的數乘是符合結合律的,
英文解釋
  1. :  Xiang Liang
  2. n.:  vector,  vectors,  vector quantity
近義詞
矢量
相關詞
射影幾何投影數學物理物理學矢量空間科學
三維矩陣百科辭典百科大全代數綫性代數經濟百科運算法則
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包含詞
並嚮量嚮量圖嚮量環無嚮量嚮量化