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第五章 向量与解析几何
向量代数
定义 定义与运算的几何表达
在直角坐标系下的表示
向量 有大小、有方向. 记作a 或 AB
a ? a i ? a
x y
j ? a k ? (a , a , a )
z x y z
a ? prj
x x
a, a ? prj
y y
a, a
z
? prj a
z
模 向量a 的模记作 a
a ? a 2 ? a
x y
2 ? a 2
z
和差 c ? a ? b ? ?a
x
? b , a
y
? b , a
z
? b ?
z
c ? a ? b c ? a-b
a
(a , a , a )
单位向量 a ? 0 ,则e ?
e ? x y z
a a a
a 2 ? a
x y
2 ? a 2
z
cos? ?
a
zax ,cos? ? y ,cos? ? a
z
方向余弦
设 a 与 x, y, z 轴的夹角分别为?,?,? ,则
a a a
方向余弦分别为cos?,cos?,cos? e
a
?( cos?,cos?,cos? )
cos2 ?+cos2 ? ? cos2? ? 1
点乘(数量积)
a ? b ? a b cos? , ? 为向量a 与 b 的夹角 a ? b ? a b
a b
a b
x x y y z z
叉乘(向量积)
c ? a b sin? i j k
c ? a ? b
? 为向量a 与 b 的夹角向量c 与 a , b 都垂直
定理与公式
a ? b ? a a a
x y z
b b b
x y z
垂直 a ? b ? a ? b ? 0
平行 a // b ? a ? b ? 0
a ? b ? a b ? a b
x x y y
aa // b ? ax ? y
a
b b
a b ? 0
z
? az b
a ? b交角余弦 两向量夹角余弦cos? ?
a ? b
x y z
a b ? a b ? a b
x x y y z z
a b a 2 ? a 2 ? a 2 ? b 2 ? b 2 ? b 2
向量a 在非零向量b 上的投影
x y z
a b ? a b
x y z
a b
投影 a ? b
prj a ? x x
y y z z
prj
a ? a cos(a?b) ?
b b 2 ? b 2 ? b 2
b b x y z
平面
法向量n ? {A, B, C} 点 M
0
(x , y , z )
0 0 0
直线
方向向量T ? {m, n, p} 点 M
0
(x , y , z )
0 0 0
方程名称
方程形式及特征
方程名称
方程形式及特征
? A x ? B y ? C z ? D ? 0
一般式
Ax ? By ? Cz ? D ? 0
一般式
? 1 1 1 1
?A x ? B y ? C z ? D ? 0
?
2 2 2 2
点法式 A(x ? x
) ? B( y ? y
) ? C (z ? z
) ? 0 点向式
x ? x
0
? y ? y0
? z ? z0
0 0 0
m n p
x ? x
y ? y
z ? z
?x ? x
mt
1 1 1 ? 0
三点式
x ? x
2 1
? y
2 1
? z ? 0
2 1
参数式
? y ? y
?? 0
?
nt
x ? x
3 1
? y
3 1
? z
3 1
z ? z ? pt
0
截距式
x ? y ? z ? 1
两点式
x ? x
0
? y ? y0
? z ? z0
a b c
x ? x
1 0
y ? y
1 0
z ? z
1 0
面面垂直
A A ? B B ? C C ? 0
线线垂直
m m ? n n ? p p ? 0
1 2 1 2 1 2
A B C
1 2 1 2 1 2
m n p
面面平行
线面垂直
1 ? 1 ? 1
A B C
2 2 2
A ? B ? C
线线平行
线面平行
1 ? 1 ? 1
n p
2 2 2
Am ? Bn ? Cp ? 0
m n p
M (x , y , z
0 0 0 0
点面距离
) Ax ? By ? Cz ? D ? 0
Ax ? By ? Cz ? D
1
面面距离
? 0 Ax ? By ? Cz ? D ? 0
2
Ax
d ? 0
By
0
Cz ? D
0
D ? D
d ? 1 2
面面夹角
A2 ? B2 ? C 2
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