矢 量 分 析
一:定义
标量:只有大小,没有方向的物理量。
如质量,时间,温度
等
矢量:即有大小,又有方向的物理量。
如力,位移,速度等 二:矢量表示法
线段的长度表示矢量的大小
箭头的指向表示矢量的方向 记为:
A
或x o
三:矢量的模和单位矢量
模: 矢量的大小,记为A
单位矢量:若矢量0A
的模为1,且方向与 A 相同,则称0
A 为A
方向上的单位矢量。
有
A =
A
0A
----大小和方向分离表示
四:矢量运算
相等:两个大小相等且方向相同的矢量相等。
平移:矢量平移后,大小和方向均保持不变。
负矢量:大小相等,方向相反的矢量,记为-A
加法:既矢量合成,服从平行四边形法则
=A
+ B
A
可演化成三角形法则
多矢量合成服从多边形法则
减法:既矢量的分解,是加法的逆运算
)
(B
A
B
A
C
-
+
=
-
=
大小A
m
数乘:A
m
A
m
=
⨯方向: m>0 与A
同向
m<0 与A
反向
五:矢量的坐标表示
2
22Z
Y X Z Y X A A A A k
A j A i A A ++=++= 令 两矢量
k
B j B i B B k
A j A i A A Z Y X Z Y X
++=++=
则有
k
mA j mA i mA k A j A i A m A m k B A j B A i B A B A z y x z y x z z y y x x ++=++=±+±+±=±)()()()( B A = 当且仅当 z z y y x x B A B A B A
===
六:标积(点积)
两矢量相乘得到一个标量
A B Cos B A B A C
⋅==⋅=θ c
由定义可知
当θ=0时 C οS θ=1 B
A B A
=⋅ B
当θ=π/2时 C οS θ=0
0=⋅B A
七:矢积(叉积)
A
两矢量相乘得到一个矢量
B A C
⨯= 大小: ),(B A Sin B A Sin B A =θ
方向: 右手系
由定义可知
当θ=0时 Sin θ=0 0=⨯B A
当θ=π/2时 Sin θ=1 B A B A
=⨯
)(A B B A
⨯-=⨯ 不服从交换律
八:矢量的求导
令存在矢量 k t A j t A i t A t A z y x )()()()(++=
则
有
:
k dt
t dA j dt t dA i dt t dA dt t A d z y x
)()()()(++=
例: 一人字原点出发,先向东走了30米,又向南走了10米,再向西北走了18米,求合位移的大小和方向。
解:应用矢量方法 北
j
i A A A A j i A j A i A
)1029()2930(45sin 1845cos 1810303
21321-+-=++=∴︒+︒-=-==
故合位移大小为:
m
A 5.17)1029()2930(2
2=-+-=
方向: ︒==∆∆=91581.0a r g a r g
tg x
y
tg θ。