平面向量的基本公式包括向量的加法、减法、数量积等。以下是平面向量的一些重要公式:
向量的加法
向量加法满足平行四边形法则和三角形法则,即 AB + BC = AC。
向量加法的运算律包括交换律和结合律,即 a + b = b + a 和 (a + b) + c = a + (b + c)。
向量的减法
向量减法可以表示为“共同起点,指向被减”,即如果 a 和 b 是互为相反的向量,那么 a = -b,b = -a,a + b = 0。
减法运算可以表示为 AB - AC = CB。
数乘向量
实数 λ 和向量 a 的乘积是一个向量,记作 λa,且 |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。
数与向量的乘法满足结合律和分配律,即 (λa) · b = λ(a · b) = a · (λb),以及 (λ + μ)a = λa + μa 和 λ(a + b) = λa + λb。
向量的数量积
定义:已知两个非零向量 a, 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〉,且 0 ≤ 〈a, b〉 ≤ π。
数量积的定义:两个向量的数量积等于它们长度的乘积与它们夹角的余弦值的乘积,即 a · b = |a| * |b| * cosθ,其中 |b|cosθ 叫做向量 b 在 a 方向上的投影。
坐标运算
如果 a = (x1, y1),b = (x2, y2),则:
a + b = (x1 + x2, y1 + y2)
a - b = (x1 - x2, y1 - y2)
λa = (λx1, λy1)
a · b = x1x2 + y1y2
|a| = a · a = x1^2 + y1^2
cosθ = a · b / (|a| * |b|) = x1x2 + y1y2 / (x1^2 + y1^2)。
这些公式是平面向量运算的基础,掌握这些公式有助于更好地理解和应用平面向量的概念和性质。