内容正文:
45°
东
南
西
北
A
B
在现实生活中,我们会遇到很多量,其中一些量在取定单位后只用一个实数就可以表示出来,如长度、质量等. 还有一些量则不是这样,例如上图中的小船的位移,小船由A地向东南方向航行15
n mile到达B地(速度的大小为10 n mile/h). 这里,如果仅指出“由A地航行15 n mile”,而不指明“向东南方向”航行,那么小船就不一定到达B地了. 这就是说,位移是既有大小又有方向的量. 力、速度、加速度等也是这样的量.对这种既有大小又有方向的量加以抽象,就得到了我们本章将要研究的向量.
向量是近代数学中重要和基本的概念之一,向量理论具有丰富的物理背景、深刻的数学内涵.向量既是代数研究对象,也是几何研究对象,是沟通几何与代数的桥梁,是进一步学习和研究其他数学领域问题的基础,在解决实际问题中发挥着重要作用.
本章我们将通过实际背景引入向量的概念,类比数的运算学习向量的运算及其性质,建立向量的运算体系.在此基础上,用向量的语言、方法表述和解决现实生活、数学和物理中的一些问题.
我们知道,力、位移、速度等物理量是既有大小、又有方向的量. 本节我们将通过对这些量的抽象,形成向量概念及其表示方法;通过研究向量之间的一些特殊关系,初步认识向量的一些特征.
一、向量的实际背景
在本章引言中,小船位移的大小是A、B两地之间的距离15 n mile,位移的方向是东南方向;小船航行速度的大小是10 n mile/h,
速度的方向是东南方向.
既有大小,又有方向.
有,比如“力”
我们知道,从一支笔、一棵树、一本书∙∙∙∙∙∙中,可以抽象出只有大小的数量“1”.类似地,我们可以对力、位移、速度∙∙∙∙∙∙这些量进行抽象,形成一种新的量.
G
F
位移和速度有各自的特性,但也有共同属性,请问共同属性是什么?
在物理学中还有没有具有这种属性的量?
二、向量的概念
既有大小,又有方向的量叫做向量.
只有大小,没有方向的量叫做数量.
如力、位移、速度.
如年龄、身高、长度、面积、体积、质量.
加速度是向量,时间、路程、功是数量.
物理学中,常称:
向量为矢量,数量为标量. 你还能举出物理学中的一些向量和数量吗?
三、有向线段
由于数量可以用实数表示,而实数与数轴上的点一一对应,所以数量可用数轴上