簡介
空間直線的方向用一個與該直線平行的非零向量來表示,該向量稱為這條直線的一個方向向量。直線在空間中的位置, 由它經過的空間一點及它的一個方向向量完全確定。
已知定點P(x,y,z)及非零向量v={l,m,n},則經過點Pο且與v平行的直線L就被確定下來,因此,點P與v是確定直線L的兩個要素,v稱為L的方向向量。
由於對向量的模長沒有要求,所以每條直線的方向向量都有無數個。直線上任一向量都平行於該直線的方向向量。
方向向量的求解
只要給定直線,便可構造兩個方向向量(以原點為起點)。
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(1)即已知直線l:ax+by+c=0,則直線l的方向向量為 =(-b,a)或(b,-a);
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(2)若直線l的斜率為k,則l的一個方向向量為 =(1,k);
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(3)若A(x,y),B(x,y),則AB所在直線的一個方向向量為 =(x-x,y-y)。
相關定義
有向線段
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規定若線段 的端點為起點, 為終點,則線段就具有了從起點 到終點 的方向和長度。
具有方向和長度的線段叫做有向線段。
向量的模
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向量的大小,也就是向量的長度(或稱模)。向量 的模記作 。
註:
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1.向量的模是非負實數,向量的模是可以比較大小的。向量 , 。
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2.因為方向不能比較大小,所以向量也就不能比較大小。對於向量來說“大於”和“小於”的概念是沒有意義的。例如 是沒有意義的。
單位向量
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長度為一個單位(即模為1)的向量,叫做單位向量。與 同向,且長度為單位1的向量,叫做 方向上的單位向量,記作 , 。
負向量
如果向量AB與向量CD的模相等且方向相反,那么我們把向量AB叫做向量CD的負向量,也稱為相反向量。
零向量
長度為0的向量叫做零向量,記作 0。零向量的始點和終點重合,所以零向量沒有確定的方向,或說零向量的方向是任意的。
相等向量
長度相等且方向相同的向量叫做相等向量。向量 a與 b相等,記作 a= b。
規定:所有的零向量都相等。
當用有向線段表示向量時,起點可以任意選取。任意兩個相等的非零向量,都可用同一條有向線段來表示,並且與有向線段的起點無關.同向且等長的有向線段都表示同一向量。
自由向量
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始點不固定的向量,它可以任意的平行移動,而且移動後的向量仍然代表原來的向量。
在自由向量的意義下,相等的向量都看作是同一個向量。
數學中只研究自由向量。
滑動向量
沿著直線作用的向量稱為滑動向量。
固定向量
作用於一點的向量稱為固定向量(亦稱膠著向量)。
位置向量
對於坐標平面內的任意一點P,我們把向量OP叫做點P的位置向量,記作:向量 P。
相反向量
與a長度相等、方向相反的向量叫做 a的相反向量,記作- a,有 -(- a)= a,零向量的相反向量仍是零向量。
平行向量
方向相同或相反的非零向量叫做平行(或共線)向量.向量a、b平行(共線),記作 a∥ b。零向量長度為零,是起點與終點重合的向量,其方向不確定。我們規定:零向量與任一向量平行。平行於同一直線的一組向量是共線向量。
若 a=(x,y), b=(m,n),則 a// b→ a× b=xn-ym=0。
共面向量
平行於同一平面的三個(或多於三個)向量叫做共面向量。
空間中的向量有且只有以下兩種位置關係:(1)共面;(2不共面。
注意:只有三個或三個以上向量才談共面不共面。
法向量
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直線l⊥α,取直線l的方向向量a,則向量a叫做平面α的法向量。
向量的和的模
設平面直角坐標系xOy中,有點A(x,y)、B(x,y),則
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。