向量的定义

个有序的数所组成的数组称为n维向量,这个数称为该向量的个分量,第个数称为第个分量。维向量可写成一行,也可写成一列。分别称为行向量列向量
  • 维列向量:
  • 维行向量:

也称为该向量的维数

在我们的文档中会用加粗的字母来表示向量:

并且会尽量使用列向量来表示向量,这样更符合线性代数的习惯。

1 2 维向量

2 维向量其实就是直角坐标系中的一个点;也可以认为它是原点指向的有向线段。这两种几何意义是完全等效的,在本文档中会混用这两者:

直角坐标系中的一个点

直角坐标系中的有向线段

所以可认为直角坐标系中的任意点都是向量,也可以认为原点指向某点的有向线段都是向量:

2 3 维向量

3 维向量也是一样的,比如上一节提到的篮球,它作为三维空间中一个点,本身就是向量;也可以认为原点指向它的有向线段是向量:

3 维向量

对于更高维的向量,比如想描述一个游戏人物的信息:

就可以用维列向量或行向量来表示,但就没有什么几何意义了:

4 相等的向量

如果两个向量的维数相同,且各个分量相等,那么这两个向量相等。比如:

不区分列向量和行向量的话,下面两个向量也是相等的:

5 零向量
如果维向量的所有分量都是,那么就被称为零向量。比如:

上面两个向量的几何意义就是平面、空间中的原点,或者认为是起点和终点相同的有向线段:

零向量非常特殊:

  • 长度:零向量的长度为0
  • 方向:零向量指向任意方向
  • 夹角:因为零向量指向任意方向,所以它与某一向量的夹角为任意角度
  • 平行与正交:因为夹角任意,所以零向量与任意向量平行、正交
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