《向量及其运算》PPT课件.ppt

2019/9/5,1,第一节 向量及其运算,一、向量概念 二、向量的线性运算 三、空间直角坐标系 四、利用坐标作向量的线性运算 五、向量的模、方向角、投影 六、小结 思考题,2019/9/5,2,向量：,既有大小又有方向的量.,向量表示：,模长为1的向量.,零向量：,模长为0的向量.,向量的模：,向量的大小.,单位向量：,一、向量概念,或,或,或,2019/9/5,3,自由向量：,不考虑起点位置的向量.,相等向量：,大小相等且方向相同的向量.,负向量：,大小相等但方向相反的向量.,向径：,2019/9/5,4,1 加法：,（平行四边形法则）,特殊地：若,分为同向和反向,（平行四边形法则有时也称为三角形法则）,二、向量的线性运算,1、向量的加减法,2019/9/5,5,向量的加法符合下列运算规律：,（1）交换律：,（2）结合律：,（3）,2 减法,2019/9/5,6,2、向量与数的乘法,2019/9/5,7,数与向量的乘积符合下列运算规律：,（1）结合律：,（2）分配律：,两个向量的平行关系,2019/9/5,8,证,充分性显然；,必要性,两式相减，得,2019/9/5,9,按照向量与数的乘积的规定，,上式表明：一个非零向量除以它的模的结果是一个与原向量同方向的单位向量.,2019/9/5,10,例1 化简,解,2019/9/5,11,例2 试用向量方法证明：对角线互相平分的四边形必是平行四边形.,证,结论得证.,2019/9/5,12,向量在轴上的值：,2019/9/5,13,2019/9/5,14,横轴,纵轴,竖轴,定点,空间直角坐标系,三个坐标轴的正方向符合右手系.,三、空间直角坐标系,2019/9/5,15,面,面,面,空间直角坐标系共有八个卦限,2019/9/5,16,空间的点,有序数组,特殊点的表示:,坐标轴上的点,坐标面上的点,2019/9/5,17,向量的坐标分解式：,任给向量 ，对应有点 , 使 ，如图所示，设,则,上式称为向量 的坐标分解式， 称为向量 沿三个坐标轴方向的分向量。,2019/9/5,18,向量 称为点 关于原点 的向径。,定义：,向量 的坐标：,向量 的坐标表达式：,点 的坐标：,记作：,2019/9/5,19,四、利用坐标作向量的线性运算,设：,则,2019/9/5,20,解,2019/9/5,21,由题意知：,2019/9/5,22,五、向量的模、方向角、投影,2019/9/5,23,特殊地：若两点分别为,2019/9/5,24,解,原结论成立.,2019/9/5,25,解,设P点坐标为,所求点为,2019/9/5,26,空间两向量的夹角的概念：,类似地，可定义向量与一轴或空间两轴的夹角.,特殊地，当两个向量中有一个零向量时，规定它们的夹角可在0与 之间任意取值.,2019/9/5,27,非零向量 的方向角：,非零向量与三条坐标轴的正向的夹角称为方向角.,2019/9/5,28,由图分析可知,向量的方向余弦,方向余弦通常用来表示向量的方向.,向量模长的坐标表示式,2019/9/5,29,当 时，,向量方向余弦的坐标表示式,2019/9/5,30,方向余弦的特征,特殊地：单位向量的方向余弦为,2019/9/5,31,解,所求向量有两个，一个与 同向，一个反向,或,2019/9/5,32,解,2019/9/5,33,2019/9/5,34,空间一点在轴上的投影,2019/9/5,35,空间一向量在轴上的投影,2019/9/5,36,关于向量的投影的性质：,证,性质1,2019/9/5,37,性质1的说明：,投影为正；,投影为负；,投影为零；,(4) 相等向量在同一轴上投影相等；,2019/9/5,38,（可推广到有限多个）,性质2,性质3,2019/9/5,39,解,2019/9/5,40,六、小结,向量的概念,向量的加减法,向量与数的乘法,（注意与标量的区别）,（平行四边形法则）,（注意数乘后的方向）,2019/9/5,41,空间直角坐标系,空间两点间距离公式,（注意它与平面直角坐标系的区别）,（轴、面、卦限）,2019/9/5,42,向量在轴上的投影与投影定理.,向量在坐标轴上的分向量与向量的坐标.,向量的模与方向余弦的坐标表示式.,（注意分向量与向量的坐标的区别）,作业：P12 习题8-1 5、12、13、15,2019/9/5,43,思考题,2、在空间直角坐标系中，指出下列各点在哪个卦限？,1、已知平行四边形ABCD的对角线,试用 表示平行四边形四边上对应的向量.,2019/9/5,44,思考题2解答,A:; B:; C:; D:;,思考题1解答,2019/9/5,45,练 习 题 1,2019/9/5,