数学中向量的公式主要包括向量的加法、减法、数乘、点积(数量积)以及向量的模(长度)等基本运算。以下是向量的基本公式:
向量加法
向量加法满足平行四边形法则和三角形法则。
向量加法运算律:
交换律:`a + b = b + a`
结合律:`(a + b) + c = a + (b + c)`
向量加法的坐标运算:`a + b = (x1 + x2, y1 + y2)`
向量减法
向量减法满足三角形法则。
向量减法的坐标运算:`a - b = (x1 - x2, y1 - y2)`
数乘向量
实数`λ`和向量`a`的乘积是一个向量,记作`λa`。
向量数乘的模:`|λa| = |λ| * |a|`
当`λ > 0`时,`λa`与`a`同方向;
当`λ < 0`时,`λa`与`a`反方向;
当`λ = 0`时,`λa = 0`,方向任意。
向量的点积(数量积)
定义:已知两个非零向量`a`和`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〉`。数量积是一个数量,记作`a·b`。
点积的坐标表示:`a·b = x1x2 + y1y2`
如果`a`和`b`不共线,则`a·b = |a|·|b|·cos〈a, b〉`;
如果`a`和`b`共线,则`a·b = ±|a||b|`。
向量的模(长度)
向量`a`的模(长度)记作`|a|`,计算公式为`|a| = √(x1^2 + y1^2)`。
向量的垂直与平行条件
如果向量`a`与向量`b`垂直,则`a·b = 0`。
如果向量`a`与向量`b`平行,则`a·b = ±|a||b|`。
以上是向量的基本运算公式。