向量空间相关概念总结-向量

最近发现现在深入去写具体某个概念的时候会用到别的好多概念,就会出现由于别的概念不清楚而新概念整不明白的现象。所以我觉得应该先整理一下都有哪些概念,有个大概的了解之后再去细化的去研究具体某个概念吧。

向量

  • 物理含义:有方向的线段

  • 数学含义:有序数组

  • 代数表示:由于向量是从起点指向终点,这里始终遵循起点为原点O,这样,向量就可以由终点的坐标来表示。比如,二维向量就是(x,y),三维就是(x,y,z),四五六七八维或更多维同理,只是超过三维的就没有几何意义了,或者可以说生活中基本就见不到可以类比的事物了

  • 简单表示:

  • n维向量:


    n维列向量

    n维行向量
  • 两个向量相等:大小相等,方向相同


    向量相等
  • 向量的长度:就是起点与终点的距离,记作:
    向量长度
  • 向量的方向: 用向量和它坐标轴的夹角来表示,比如:
    向量方向
  • 向量平行:两个向量方向相同或相反就算平行

  • 零向量:起点和终点是同一个点,零向量长度是0,注意,零向量与任何一个向量平行,他虽然长度为0,但是他却有无穷多的方向

基础运算

  • 向量加法:假设有这么俩向量

    他们相加则是:

    这个例子为n维列向量,行向量同理
  • 向量加法的几何意义

    结果为:
  • 加法的性质:根据三角形两边之和大于第三方可以得出

    当然,如果两个边共线了,那第三个边等于前两个边之和

  • 向量数乘:就是一个向量乘以一个数。比如一个向量乘以k,几何意义就是这个向量放大了k倍,k如果是负数那方向就反过来了。k如果是0的话那这个向量就变成零向量了。其实根据字面意思也好理解,就是k倍的某向量嘛,所以向量的各个维度都应该放大k倍,这样就好理解向量的代数表示了。
  • 向量数乘的代数表示:

    行向量同理

  • 运算规则:


    加法交换律

    加法结合律

    数乘交换律

    数乘结合律

    数乘分配律
  • 不管是向量加法还是数乘,都算向量的运动,或者向量的变换
  • 注:点积还是单独记录吧(本文章的图部分来源自“马同学高等数学”)
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