如何计算向量的模

如何计算向量的模

在此页面上,您将看到矢量大小以及如何使用其公式计算矢量大小的说明。您还可以了解如何从两点找到模块:其起点和终点。此外,您还将了解如何根据向量的模和向量模的属性来确定向量的分量。您甚至可以通过示例、练习和分步问题进行练习。

向量的模是什么?

向量的大小表示其原点和终点之间的距离。因此,矢量的大小等于该矢量的长度。

正如您在上面的图形表示中看到的,矢量的大小由矢量两侧的垂直条表示:

另一方面,向量的模与向量的范数相同,所以你也可以看到它是这样写的。这就是为什么有些数学家也用每边两个竖条来表示向量的模:

向量模的公式

要找到平面中向量的大小,我们必须应用以下公式:

为了确定向量的大小,我们必须计算其分量平方和的(正)平方根。换句话说,如果我们有以下向量:

其模块为:

例如,我们将使用以下公式计算以下向量的大小:

用原点和终点的坐标计算向量的大小

我们刚刚看到了当我们知道向量的分量时如何确定向量的大小,但是如果我们只知道它的起点和终点会发生什么?

因此,要根据向量的原点和终点坐标计算向量的大小,必须遵循以下两个步骤:

首先我们找到向量的分量。为此,我们需要减去极值减去原点。

然后我们计算用上一节中看到的公式获得的向量的模。

让我们通过一个例子看看这是如何完成的:

计算以该点为原点的向量的大小

最后一点

我们首先需要找到向量的分量,因此我们减去它的端点减去它的原点:

一旦我们知道了向量,我们就可以使用向量幅度公式计算其幅度:

我们将结果保留为平方根,因为它不精确。

如何根据向量的模计算向量的分量

我们已经了解了如何从向量的分量中提取向量的大小,但该过程也可以颠倒过来。换句话说,我们可以通过向量的模来计算向量的分量。

从向量的大小找到向量分量的过程称为向量分解。因此,为了分解矢量,我们显然需要它的大小,以及它与横坐标轴(X 轴)形成的角度。

这样向量的 X 和 Y 分量就可以用三角比来计算:

正如您在图像中看到的,矢量的大小与其分量形成直角三角形,因此可以应用三角学的基本公式。

必须考虑到,与向量的模不同,它的分量可以为负,因为正弦和余弦可以取负值。

作为一个例子,我们将求解向量的向量分解,其大小和与 OX 轴的角度为:

矢量的水平分量等于模乘以角度的余弦:

向量的垂直分量等于模乘以角度的正弦:

所以向量如下:

向量的模属性

模是一种向量运算,具有以下特征:

向量的大小永远不能为负,它始终等于或大于 0。

事实上,唯一存在的幅度为零的向量是零向量,即向量

向量与实数(或标量)乘积的大小相当于标量的绝对值乘以向量的大小。因此,以下等式成立:

三角不等式得到验证:两个向量之和的模分别小于或等于它们各自的模之和。

此外,两个向量之和的大小与点积相关,公式如下:

单位向量

在数学中,单位向量是模等于一的向量。

因此,单位向量的长度是一个单位。

让一个向量的模恰好为 1 看起来非常困难,但实际上很容易找到这种类型的向量:

要找到任何向量的单位向量,只需将其除以其模数:

金子

是单位向量

你的模块。

单位向量也称为 versor 或归一化向量。

另外,单位向量与原向量具有相同的方向和方向。

例如,我们将计算以下向量的单位向量:

为了标准化向量,我们首先需要计算它的大小:

最后,我们通过将原始向量除以其模来计算单位向量:

解决向量模块练习

练习1

计算以下向量的大小:

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要计算向量的模,我们必须应用其公式:

练习2

将以下向量从最短到最长排序。

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向量的长度等于其大小。因此,我们需要计算所有向量的模:

因此,从最小到最大长度(或模块)排序的向量是:

练习3

确定原点为该点的向量的大小

最后一点

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要计算它的模,必须首先找到向量。为此,我们减去极值减去原点:

一旦我们知道了向量,就可以使用模数公式计算其模数:

练习4

分解以下向量并找到其分量:

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矢量的水平分量等于模乘以角度的余弦:

向量的垂直分量等于模乘以角度的正弦:

所以向量如下:

在这种情况下,两个分量是相同的,即矢量的倾斜角度为 45°。

练习5

计算与以下向量具有相同方向和方向但模数为 1 的向量。

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方向相同、方向相同但模为1的向量为单位向量。为了计算它,我们首先求向量的模:

现在我们通过将原始向量除以其模来计算单位向量:

练习6

对以下向量进行向量分解并计算其单位向量:

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首先,我们分解向量并找到它的坐标:

所以向量如下:

现在我们通过除以它的模得到的向量来计算单位向量:

请注意,单位向量的分量等于它与 X 轴形成的角度的余弦和正弦。

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