(完整版)向量公式汇总
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向量公式汇总
平面向量
1、向量的加法
向量的加法满足平行四边形法则和三角形法则。
AB+BC=AC。
a+b=(x+x',y+y')。
a+0=0+a=a。
向量加法的运算律:
交换律:a+b=b+a;
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。
2、向量的减法
如果a、b是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0. 0的反向量为0
AB-AC=CB. 即“共同起点,指向被减”
a=(x,y)
b=(x',y') 则 a-b=(x-x',y-y').
3、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。
当a=0时,对于任意实数λ,都有λa=0。
注:按定义知,如果λa=0,那么λ=0或a=0。
实数λ叫做向量a的系数,乘数向量λa的几何意义就是将表示向量a的有向
线段伸长或压缩。
当∣λ∣>1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)
上伸长为
原来的∣λ∣倍;
当∣λ∣<1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<
0)
上缩短为原来的∣λ∣倍。
数与向量的乘法满足下面的运算律
结合律:(λa)•b=λ(a•b)=(a•λb)。
向量对于数的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa.
数对于向量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb.
数乘向量的消去律:①
如果实数λ≠0且λa=λb,那么a=b。② 如果a≠0且
λa=μa,那么λ=μ。
4、向量的的数量积
定义:已知两个非零向量a,b。作O
A=a,OB=b,则角AOB称作向量a和向量b
的夹角,记作〈a,b〉并规定0≤〈a,b〉≤π
定义:两个向量的数量积(内积、点积)是一个数量,记作a•b。若a、b不
共线,则a
•b=|a|•|b|•cos〈a,b〉;若a、b共线,则a•b=+-∣a∣∣b∣。
向量的数量积的坐标表示:a•b=x•x'+y•y'。
向量的数量积的运算律
a•b=b•a(交换律);
(λa)•b=λ(a•b)(关于数乘法的结合律);
(a+b)•c=a•c+b•c(分配律);
向量的数量积的性质
a•a=|a|的平方。
a⊥b 〈=〉a•b=0。
|a•b|≤|a|•|b|。
向量的数量积与实数运算的主要不同点
1、向
量的数量积不满足结合律,即:(a•b)•c≠a•(b•c);例如:(a•b)^2≠a^2•b^2。
2、向量的数量积不满足消去律,即:由 a•b=a•c (a≠0),推不出 b=c。
3、|a•b|≠|a|•|b|
4、由 |a|=|b| ,推不出
a=b或a=-b。
5、向量的向量积
定义:两个向
量a和b的向量积(外积、叉积)是一个向量,记作a×b。若a、
b不共线,则a×b的模是:∣a×
b∣=|a|•|b|•sin〈a,b〉;a×b的方向是:垂直
于a和b,且a、b和a×b按这个
次序构成右手系。若a、b共线,则a×b=0。
向量的向量积性质:
∣a×b∣是以a和b为边的平行四边形面积。
a×a=0。
a‖b〈=〉a×b=0。
向量的向量积运算律
a×b=-b×a;
(λa)×b=λ(a×b)=a×(λb);
(a+b)×c=a×c+b×c.
注:向量没有除法,“向量AB向量CD”是没有意义的。
向量的三角形不等式
1、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a+b∣≤∣a∣+∣b∣;
①
当且仅当a、b反向时,左边取等号;
② 当且仅当a、b同向时,右边取等号。
2、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a-b∣≤∣a∣+∣b∣。
①
当且仅当a、b同向时,左边取等号;
② 当且仅当a、b反向时,右边取等号。
6.定比分点
定比分点公式(向量P1P=λ•向量PP2)
设P1、P2是直线上的两点,P是l上不同于P1、P2的任意一点。则存在一
个实数 λ,使
向量P1P=λ•向量PP2,λ叫做点P分有向线段P1P2所成的比。
若P1(x1,y1),P2(x2,y2),P(x,y),则有
OP=(OP1+λOP2)(1+λ);(定比分点向量公式)
x=(x1+λx2)(1+λ),
y=(y1+λy2)(1+λ)。(定比分点坐标公式)
我们把上面的式子叫做有向线段P1P2的定比分点公式
三点共线定理
若OC=λOA +μOB ,且λ+μ=1 ,则A、B、C三点共线
三角形重心判断式
在△ABC中,若GA +GB +GC=O,则G为△ABC的重心
[编辑本段]向量共线的重要条件
若b≠0,则ab的重要条件是存在唯一实数λ,使a=λb。
ab的重要条件是
xy'-x'y=0。
零向量0平行于任何向量。
[编辑本段]向量垂直的充要条件
a⊥b的充要条件是 a•b=0。
a⊥b的充要条件是 xx'+yy'=0。
零向量0垂直于任何向量.
空间向量
令
a
=(a
1
,a
2
,a
3
),
b(b
1
,b
2
,b
3
)
,则
ab(a
1
b
1
,a
2
b
2
,
a
3
b
3
)
a(
a<
br>1
,
a
2
,
a
3
)(
R)
aba
1
b
1
a
2
b
2
a
3
b
3
共线向量:共线向量亦称平行向量,指空间向量的有向线段所在直线互相平行或重合.
a∥
ba
1
b
1
,a
2
b
2
,a
3
b
3
(
R)
a
1
a
2
a
3<
br>
b
1
b
2
b
3
如果三个向量
:那么对空间任一向量
P
,存在一个唯一的有序实数组x、y、z,
....
a,b,c
不共面
...
使
pxaybzc
.
推论:设O、A、B、C是不共面的四点,则对空间任一点P,
都存在唯一的有序实数组
x、y、z使
OPxOAyOBzOC
(这里隐含x+y+z≠1).
向量垂直
aba
1
b
1
a
2
b
2
a
3
b
3
0
。
空间两个向量的夹角公式
ab
cosa,b
|a||b|
a
1
b
1
a
2
b
2
a
3
b
3
2
a
1
2
a<
br>2
2
a
3
b
1
22
b
22
b
3
(a=
(a
1
,a
2,a
3
)
,b=
(b
1
,b
2
,b<
br>3
)
)。
空间两点的距离公式:
d(x
2
x
1
)
2
(y
2
y
1
)
2(z
2
z
1
)
2
.
利用法向量求点到面的距离:
如图,设n是平面
的法向量,AB是平面<
br>
的一条射线,其中
A
,则点B到平面
|AB
n|
的距离为
|n|
.
.异面直线间的距离
uuuruur
r
|CDn|
r
(
l
1
,l
2
是两异面直线,其公垂向量为
n
,
C、D
分别是
l
1
,l
2
上任一点,
d
为
d
|n|
l
1
,l
2
间的距离).
B
到平面
的距离
uuuruur
|ABn|
r
r
d
(
n
为平面
的法向量,
AB
是经过面
的一条斜
线,
A
).
|n|
直线
AB
与平面所成角
uuurur
r
ABm
u
rur
(
m
为
平面
的法向量).
arcsin
uuu
|AB||
m|
利用法向量求二面角的平面角:
urrurr
urr
mnmnrr
或
arc
cos
urr
(
m
,
n
为平面
,
的法向量)
arccos
u
|m||n||m||n|