在数学中,向量是一个重要的概念,它具有大小和方向。向量可以用来表示物理量,如力、速度等。掌握向量的基本公式对于学习更高级的数学和物理学知识至关重要。以下是一些常用的向量基本公式:
1. 向量加法
如果有两向量A(a₁, a₂, a₃)和B(b₁, b₂, b₃),那么它们的和为:
A + B = (a₁+b₁, a₂+b₂, a₃+b₃)
2. 向量减法
向量A减去向量B的结果是:
A - B = (a₁-b₁, a₂-b₂, a₃-b₃)
3. 标量乘法
如果一个标量k与向量A相乘,则结果为:
kA = (ka₁, ka₂, ka₃)
4. 向量的模
向量A的模(即长度)计算公式为:
|A| = √(a₁² + a₂² + a₃²)
5. 向量点积
两个向量A和B的点积定义为:
A·B = a₁b₁ + a₂b₂ + a₃b₃
点积也等于两个向量模长与夹角余弦值的乘积:
A·B = |A||B|cosθ
6. 向量叉积
向量A和B的叉积得到一个新的向量C,其方向垂直于A和B所在的平面,并遵循右手定则:
C = A × B = (a₂b₃-a₃b₂, a₃b₁-a₁b₃, a₁b₂-a₂b₁)
叉积的模长表示为平行四边形面积:
|C| = |A||B|sinθ
7. 单位向量
将任意非零向量A除以其模长即可得到单位向量:
û = A / |A|
8. 投影公式
向量A在向量B上的投影为:
proj_B(A) = (A·B)/|B| (B/|B|)
这些基本公式构成了向量运算的基础,广泛应用于工程、计算机图形学等领域。熟练掌握这些公式有助于解决实际问题中的各种复杂情况。