線性代數學習點 六 二維直角座標系下的向量表示

2021-06-21 16:00:11 字數 1822 閱讀 5016

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在原點為o的二維直角座標系中向量v可表示為乙個起點在原點的帶箭頭的線段其終點位於點p(a, b),如下圖所示。這時,向量v可表示為一對有序陣列[a, b],其中數字a稱為向量vx軸分量其中數字b稱為向量vy軸分量。

需要說明的是,當點

p位於第一象限a 和b

分別為包含向量

v的矩形的寬和高如上圖所示。如果點

p位於其它象限,則a 或

b可能為負值,因此,通常稱

|a|

和|b|

分別為包含向量

v的矩形的寬和高

.上面所說的是用座標系中的乙個點來定義乙個向量,反過來,我們也可以用向量來描述座標系中的乙個點。

對於x-y平面的任意一點p,總有乙個起點位於原點,終點位於該點的向量與之對應。我們稱這個向量為該點的方位向量(position vector)。於是有:

方位向量給出了乙個點相對於座標原點的偏離程度。在處理向量的幾何問題時,用方位向量可以帶來很大的方便。因為這時可以用方位向量描述直線或者平面上所有的點。

現在假定有乙個向量,其起點不在原點o,而是位於點q(c, d),如下圖所示,它的分量該如何表示呢?

它的分量仍然是包含這個向量的矩形的寬和高。在上圖中,矩形的寬為

a – c

,高為b – d

,因此,向量

pq的分量為

[a - c, b - d]

。需要說明的是,向量的分量是用終點的座標減掉起點的座標。

無論向量的起點終點在**,上述方法都適用。更嚴格一些,或者說更通用一些的表述是,若乙個向量起點為

q

(c, d)

,終點為

p

(a, b)

,則其分量可表示為

pq

= [a - c, b - d]。

上述向量的分量描述與點的表示非常類似。這裡還有另外一種表示方法,也是使用分量,但不易引起混淆。

定義兩個特殊的向量i=[1, 0]和j= [0, 1]。這兩個向量的長度均為1,其方向分別位於x軸和y軸上。這兩個特殊的向量稱為單位向量。這時,對於任意向量v= [a, b],可表示為單位向量數乘相加的結果:

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