平面向量平行的坐标表示的证明
来源 :华课网校 2024-06-23 18:40:02
中平面向量的平行性是数学中一个非常重要的概念,它是指两个向量在平面上方向相同或相反的情况。平面向量的平行性可以通过坐标表示进行证明。
假设有两个平面向量 $\vec=(a_1,a_2)$ 和 $\vec=(b_1,b_2)$,如果它们平行,那么它们的方向相同或相反,即 $\vec$ 和 $\vec$ 的夹角为 $0$ 或 $\pi$。我们可以通过向量内积的定义来证明这一点。
向量内积的定义为 $\vec\cdot \vec=|\vec||\vec|\cos\theta$,其中 $|\vec|$ 和 $|\vec|$ 分别表示向量 $\vec$ 和 $\vec$ 的模长,$\theta$ 表示 $\vec$ 和 $\vec$ 的夹角。
如果 $\vec$ 和 $\vec$ 平行,则 $\theta=0$ 或 $\theta=\pi$。此时,向量内积可以表示为 $\vec\cdot \vec=|\vec||\vec|\cos 0=|\vec||\vec|$ 或 $\vec\cdot \vec=|\vec||\vec|\cos\pi=-|\vec||\vec|$。
根据向量的坐标表示,$|\vec|=\sqrt$,$|\vec|=\sqrt$,$\vec\cdot \vec=a_1b_1+a_2b_2$。将 $\vec\cdot \vec$ 代入上式得到:
$$
\begin
\vec\cdot \vec&=|\vec||\vec|\cos\theta\\
&=\sqrt\sqrt\cos\theta\\
&=\frac{\sqrt\sqrt}\sqrt\sqrt\\
&=a_1b_1+a_2b_2
\end
$$
因此,如果 $\vec$ 和 $\vec$ 平行,则 $a_1b_1+a_2b_2=0$ 或 $a_1b_1+a_2b_2=|\vec||\vec|^2$。此时,我们可以用向量坐标的形式来表示平面向量的平行性。
综上所述,平面向量的平行性可以通过向量内积的定义和坐标表示来进行证明。如果两个平面向量的坐标满足 $a_1b_1+a_2b_2=0$ 或 $a_1b_1+a_2b_2=|\vec||\vec|^2$,则它们平行。
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