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方向向量

鎖定
方向向量(direction vector)是一個數學概念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。 [1] 
中文名
方向向量
外文名
direction vector
學    科
數學
應用領域
解析幾何
相    關
向量
作    用
表示空間直線的方向

方向向量定義

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P0(x0,y0,z0)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P0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。 [1] 

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)。
(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);
(2)若直線l的斜率為k,則l的一個方向向量為
=(1,k);
(3)若A(x1,y1),B(x2,y2),則AB所在直線的一個方向向量為
=(x2-x1,y2-y1)。 [1] 

方向向量相關定義

方向向量有向線段

規定若線段
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 [1] 

方向向量向量的模

向量的大小,也就是向量的長度(或稱模)。向量
的模記作
注:
1.向量的模是非負實數,向量的模是可以比較大小的。向量
2.因為方向不能比較大小,所以向量也就不能比較大小。對於向量來説“大於”和“小於”的概念是沒有意義的。例如
是沒有意義的。 [2] 

方向向量單位向量

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
[2] 

方向向量負向量

如果向量AB與向量CD的模相等且方向相反,那麼我們把向量AB叫做向量CD的負向量,也稱為相反向量。

方向向量零向量

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,或説零向量的方向是任意的。 [2] 

方向向量相等向量

長度相等且方向相同的向量叫做相等向量。向量ab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。 [2] 

方向向量自由向量

向量 向量
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。 [2] 

方向向量滑動向量

沿着直線作用的向量稱為滑動向量。

方向向量固定向量

作用於一點的向量稱為固定向量(亦稱膠着向量)。

方向向量位置向量

對於座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

方向向量相反向量

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。

方向向量平行向量

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ab。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
a=(x,y),b=(m,n),則a//b→a×b=xn-ym=0。

方向向量共面向量

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。 [2] 

方向向量法向量

法向量 法向量
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。 [2] 

方向向量向量的和的模

平面直角座標系xOy中,有點A(x1,y1)、B(x2,y2),則
[2] 
參考資料
  • 1.    《數學辭海(第一卷)》編輯委員會.《數學辭海(第一卷)》:山西教育出版社,1998:501
  • 2.    王彭主編;呂昆,彭書新,鄭金玲副主編;劉清,李婧梓,趙佃波,劉佳編委;高宏主審,基礎數學,中國電力出版社,2014.08,第85頁