的并行矢量是矢量组的轴线重合于一点,每对内部和外部的另一个角度的之间形成粘连。在下图中可以看到一个清晰的示例,其中A,B和C是相互并存的向量。
D和E与其余的不同。并发向量AB,AC和CB之间形成角度。它们被称为向量之间的关系角。
特点
-它们有一个共同点,这与它们的原点相吻合:并发向量的所有大小都从一个共同点开始到其各自的末端。
-将原点视为向量的作用点:必须建立一个作用点,该作用点将直接受到每个并发向量的影响。
-其在平面和空间中的域分别为R 2和R 3:并发向量可自由覆盖整个几何空间。
-在同一组向量中允许使用不同的符号。根据研究的分支,向量运算中存在不同的符号。
向量的类型
向量的分支具有多个细分,其中一些可以命名为:平行,垂直,共面,对应,相对和单一。并发向量在此处列出,并且与上面提到的所有向量一样,它们在不同的科学中有许多应用。
它们在向量的研究中非常常见,因为它们代表了对向量进行运算的有用概括。在平面和空间中,并发矢量通常用于表示不同的元素并研究它们对特定系统的影响。
矢量符号
有几种表示向量元素的方法。最著名的是:
直角坐标
由相同的数学方法提出,它表示具有对应于每个轴(x,y,z)大小的三元组的向量
A:(1、1,-1)空间A:(1、1)平面
极性
它们仅用于表示平面中的矢量,尽管在积分计算中已将其分配为深度分量。它由线性大小r和相对于极轴an的角度组成。
A:(3,45 0)平面A:(2,45 0,3)空间
分析型
它们使用方波来定义矢量的大小。横坐标(i + j + k)代表与X,Y和X轴对应的单位向量
答:3i + 2j-3k
球形
它们与极性表示法相似,但是增加了第二个角度,以δ表示的xy平面扫过。
答:(4,60 or,π/ 4)
并发向量运算
并发向量主要用于定义向量之间的操作,因为在同时显示向量时比较它们的元素会更容易。
总和(A + B)
并发向量之和旨在找到结果向量V r。根据研究分支,这对应于最终动作
例如:3个字符串{A,B,C}绑在一个盒子上,字符串的每一端都由一个主体握住。3个受试者中的每个受试者都必须以与其他2个受试者不同的方向拉绳索。
A:(ax,ay,az)B:(bx,by,bz)C:(cx,cy,cz)
A + B + C =(ax + bx + cx; ay + by + cy; az + bz + cz)= V r
盒子只能沿一个方向移动,因此V r将指示盒子移动的方向和方向。
差异(A-B)
关于向量之间的差异有很多标准,许多作者选择排除它,并声明仅规定向量之间的和,其中的差异大约是相反向量的总和。事实是向量可以代数相减。
A:(ax,ay,az)B:(bx,by,bz)
A-B = A +(-B)=(ax-bx; ay-by; az-bz)=
标量产品(A. B)
也称为点积,它会生成一个标量值,该标量值可能取决于研究分支而与各种幅度有关。
对于几何,通过平行四边形方法指示由一对并发向量形成的平行四边形的面积。对于机械物理学,它定义了将物体移动距离Δr时由力F完成的功。
ѡ= F。Δr
顾名思义,它生成一个标量值,并定义如下:
设向量A和B为
A:(ax,ay,az)B:(bx,by,bz)
-分析形式:
(A.B)= -A -.- B-.Cosθ
其中θ是两个向量之间的内角
-代数形式:
(A.B)=(ax.bx + ay.by + az.bz)
叉积(A x B)
两个矢量之间的矢量积或点积,限定第三矢量c ^具有垂直于所述质量乙和Ç。在物理学中,转矩矢量τ是旋转动力学的基础。
-分析形式:
-A x B-= -A -.- B-.Senθ
-代数形式:
(A x B) = =(ax.by-ay.Bx)-(ax.Bz-az.Bx)j +(ax.By-ay.Bx)k
-相对运动:r A / B
相对论的基础是相对运动,同时矢量是相对运动的基础。相对位置,速度和加速度可以通过应用以下思路来推导。
r A / B = r A -r B; A相对于B的相对位置
v A / B = v A -v B; A相对于B的相对速度
a A / B = a A -a B; A相对于B的相对加速度
示例:练习题
练习1
令A,B和C为并发向量。
A =(-1,3,5)B =(3,5,-2)C =(-4,-2,1)
-定义结果向量V r = 2A-3B + C
2A =(2(-1),2(3),2(5))=(-2、6、10)
-3B =(-3(3),-3(5),-3(-2))=(-9,-15、6)
V r = 2A +(-3B)+ C =(-2、6、10)+(-9,-15、6)+(-4,-2、1)
V r =(;;(10 + 6 +1))
V r =(-15,-11、17)
-定义点积(A.C)
(A.C)=(-1、3、5)。(-4,-2,1)=(-1)(-4)+ 3(-2)+ 5(1)= 4-6 + 5
(A.C)= 3
-计算A和C之间的角度
(A.C)= -A -.- C-。Cosθ其中,θ是矢量之间的最短角度
θ= 88.63 0
-查找垂直于A和B的向量
为此,有必要在(-1,3,5)和(3,5,-2)之间定义向量积。如前所述,构造了一个3 x 3的矩阵,其中第一行由三元向量(i,j,k)组成。然后,第二行和第三行由要操作的向量组成,同时遵守操作顺序。
(A x B) == i-j + k
(A x B) =(-5-9)I-(2-15)j +(-5-9)k
(A x B) =-14 I + 13 j-14 k
练习2
令V a和V b分别为A和B的速度矢量。计算从A看到的B的速度。
V a =(3,-1,5)V b =(2,5,-3)
在这种情况下,要求B相对于A V B / A的相对速度
V B / A = V B -V A
V B / A =(2,5,-3)-(3,-1,5)=(-1,6,-8)
这是从A看到的B的速度向量。其中描述了B速度的新向量,参考了位于A处并随A速度移动的观察者的参考。
建议的练习
1-构造3个向量A,B和C,它们是并发的,并且通过实际练习将它们之间的3个操作关联起来。
2-让向量A:(-2,4,-11),B:(1,-6,9)和C:(-2,-1,10)。查找与以下项垂直的向量:A和B,C和B,总和A + B +C。
4-在不考虑坐标轴的情况下,确定3个相互垂直的向量。
5-定义通过从20 m深的井底提起5 kg质量块的力完成的工作。
6-代数表示向量的减法等于对立向量的和。证明您的假设。
7-在本文开发的所有符号中表示一个向量。(笛卡尔,极坐标,解析和球形)。
8-施加在桌上的磁铁上的磁力由以下矢量给出;V:(5、3,-2),T:(4、7、9),H:(-3、5,-4)。如果所有磁力同时作用,则确定磁体将朝哪个方向移动。
参考文献
- 欧几里得几何和变换。克莱顿·道奇(Clayton W.Dodge)。快递公司,1月1日 2004年
- 如何解决应用数学问题L. Moiseiwitsch。快递公司,4月10日 2013年
- 几何学的基本概念。Walter Prenowitz,迈耶·乔丹(Meyer Jordan)。Rowman&Littlefield,10月4日。2012年
- 向量。RocíoNavarro Lacoba,6月7日。2014年
- 线性代数。Bernard Kolman,David R.Hill。培生教育,2006年