2022-03-09 23:26:08
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矢量 - 自然科学术语 免费编辑 修改义项名

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矢量(vector)是一种既有大小又有方向的量,又称为向量。一般来说,在物理学中称作矢量,例如速度、加速度、力等等就是这样的量。舍弃实际含义,就抽象为数学中的概念──向量。在计算机中,矢量图可以无限放大永不变形。

基本信息

  • 中文名

    矢量

  • 外文名

    vector

  • 别称

    向量

  • 简单定义

    既有大小又有方向的量

  • 适用学科

    物理学、数学等

折叠 编辑本段 定义

矢量是数学物理学工程科学等多个自然科学中的基本概念,指一个同时具有大小和方向几何对象,因常以箭头符号标示以区别于其它量而得名。直观上,矢量通常被标示为一个带箭头的线段。线段的长度可以表示矢量的大小,而矢量的方向也就是箭头所指的方向。物理学中的位移速度动量磁矩电流密度等,都是矢量。与矢量概念相对的是只有大小而没有方向的标量

在数学中,矢量也常称为向量,即有方向的量。并采用更为抽象的矢量空间(也称为线性空间)来定义,而定义具有物理意义上的大小和方向的向量概念则需要引进了范数内积的欧几里得空间。

矢量对标量求导后结果为矢量。而标量对标量求导结果仍为标量。

折叠 编辑本段 意义

(1)定义或解释:有些物理量,既要有数值大小(包括有关的单位),又要有方向才能完全确定。这些量之间的运算并不遵循一般的代数法则,而遵循特殊的运算法则。比如说位移这样的物理量叫作物理矢量。有些物理量,只具有数值大小(包括有关的单位),而不具有方向性。这些量之间的运算遵循一般的代数法则。例如温度、质量这些物理量叫作物理标量。

(2)说明:①矢量之间的运算要遵循特殊的法则。矢量加法一般可用平行四边形法则。由平行四边形法则可推广至三角形法则、多边形法则或正交分解法等。矢量减法是矢量加法的逆运算,一个矢量减去另一个矢量,等于加上那个矢量的负矢量。即 AB=A+(-B)。矢量的乘法。矢量和标量的乘积仍为矢量。矢量和矢量的乘积,可以构成新的标量,矢量间这样的乘积叫标积;也可构成新的矢量,矢量间这样的乘积叫矢积。例如,物理学中,功率等的计算是采用两个矢量的标积。W=F·sP=F·v力矩洛伦兹力等的计算是采用两个矢量的矢积。M=r×FF=qv×B。②物理定律的矢量表达跟坐标的选择无关,矢量符号为表述物理定律提供了简单明了的形式,且使这些定律的推导简单化,因此矢量是研究物理学的有用工具。

(3)矢量有两种,一种为只有大小与方向的物理量,譬如速度,我们称之为“奇矢量”;另外一种不但有大小与方向的物理量,而且还在矢量间作用产生效果所需时间的一个量,譬如,我们称之为“偶矢量”或“极限矢量(即时、有上限)”,因为它们在矢量间作用产生效果所需的时间是即时与光速的。

折叠 编辑本段 大小比较

一般来说,矢量只有在同方向上才可比较大小,不同方向上的矢量一般不能比较大小。

矢量规律的总结,基于人们对空间广义的对称性的理解。矢量所根据的对平移转动的对称性(不变性),对迄今发现的所有规律均有效。使用矢量分析方法,叫数学分析。这种方法具有极大的创造性,对物理研究有所启发。

折叠 编辑本段 三维几何学

就是根据物体的几何性质而确定的一种定位方法。主要通过线性相关和线性变换解释几何问题。

折叠 编辑本段 代数学

在有限维向量空间中,也与线性相关与线性变换密切相关,但无需限制于三维组。同时假定有理运算能够施行(极大地影响了计算机科学发展),讨论域为任意域,并且要将基本数系的可交换性除去。

无限维向量空间,涉及抽象代数学以及拓扑学等较深的数学概念。

折叠 编辑本段 物理学

矢量、标量举例

①矢量:力(包括力学电磁学中的“力”),力矩线速度角速度位移加速度动量冲量角动量、场强、速度等。

严格说来,矢量必须在空间反演时变号。空间反演时不变号的称作赝矢量。物理学中通常称作矢量的角速度、角动量、力矩都不是矢量,而是赝矢量。矢量和赝矢量有本质不同。

②标量:质量密度温度功率路程速率体积时间、热、电阻等。

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