首頁 考研數學一本通(高等數學分冊)

0.1向量代數

考試要點剖析

一、理解空間直角坐標係,理解向量的概念及其表示.理解單位向量、方向數與方向餘弦、向量的坐標表達式,掌握用坐標表達式進行向量運算的方法.

1. 基本概念

既有大小,又有方向的量稱為向量,向量的大小稱為向量的模.

【注】起點為M1、終點為M2的向量記為a=M1M2

其模記為|M1M2|或|a|;

模為1的向量稱為單位向量;模為0的向量稱為零向量(記為0,方向任意)

與a大小相同方向相反的向量稱為a的負向量,記為-a.

2. 向量的表示

在空間直角坐標係O—xyz中,可建立向量a與三維有序數組ax,ay,az的一一對應關係,即得向量的坐標式與按基本單位向量i,j,k的分解式

a=(ax,ay,az)=axi+ayj+azk

其中i,j,k分別為與x,y,z軸正向一致的單位向量,稱為基本單位坐標向量;實數ax,ay,az分別稱為向量a在x,y,z軸上的投影;

【注】1) 設a=(ax,ay,az),則|a|=a2x+a2y+a2z.

2) 設M1(x1,y1,z1),M2(x2,y2,z2),則

M1M2={(x2-x1),(y2-y1),(z2-z1)}=(x2-x1)i+(y2-y1)j+(z2-z1)k

3. 方向角

向量a與坐標軸正向的夾角α,β,γ(cosα,cosβ,cosγ稱為a方向餘弦).

cosα=axa2x+a2y+a2z,cosβ=aya2x+a2y+a2z,cosγ=aza2x+a2y+a2z

cos2α+cos2β+cos2γ=1.

與非零向量a同方向的單位向量:ao=1|a|{ax,ay,az}={cosα,cosβ,cosγ}.

二、掌握向量的表示及運算(線性運算、數量積、向量積、混合積)

1. 向量的線性運算

設a=axi+ayj+azk,b=bxi+byj+bzk

(1) 加法:以向量a=OA,b=OB為相鄰邊做平行四邊形OACB,其對角線向量c=OC規定為向量a,b的和向量,記為c=a+b,向量表示為a+b={ax+bx,ay+by,az+bz}

(2) 數乘:數λ與向量a的數乘向量記為λa,規定為