向量是数学、物理学和工程学等领域中的基本概念,其核心定义和特性如下:
向量是既有大小又有方向的量,例如:
物理学中的位移、速度、加速度
工程学中的力、压力
几何中的有向线段
几何表示法
用带箭头的线段表示,箭头方向代表向量方向,线段长度代表向量大小。例如,从点A到点B的向量记作$vec{AB}$。
字母表示法
用小写字母表示,如$vec{a}$、$vec{b}$等。
坐标表示法
在平面直角坐标系中,向量可以用数对$(x, y)$表示,例如$(2, 3)$表示从原点出发的向量。
零向量
模为零的向量,方向任意,记作$vec{0}$。
单位向量
模为1的向量,常用符号$hat{a}$表示,可通过原向量除以模得到。
平行向量(共线向量)
方向相同或相反的非零向量,满足$vec{a} parallel vec{b}$,也称为共线向量。
相等向量
长度相等且方向相同的向量。
物理学 :描述运动状态(如速度、加速度)和相互作用(如力、电场)。
工程学 :结构分析、电路设计等。
计算机科学 :图形处理、机器学习。
标量 :只有大小没有方向(如温度、质量)。
向量 :既有大小又有方向。
通过以上定义和特性,可以判断一个量是否为向量。例如,速度是向量(既有大小100 km/h,又有方向“西北”);而温度20°C是标量,因为它只有大小没有方向。