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向量的加法和减法聊完之后,继续聊向量的乘法话题。
向量有大小,又有方向,它们之间的乘法肯定和我们熟悉的实数乘法不一样。
简单来说,向量的乘法有三种情况需要讨论:数乘、点乘(数量积)和×乘,我们今天先把数乘聊清楚:
一、向量的数乘就是拿一个实数和向量相乘,它们的积依旧是一个向量。
几何意义上可以理解为把一个有向线段正向或者反向扩大(或缩小)多少倍就行,比如:

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数乘向量的大小,也就是它的模就是变化后有向线段的长度:
数乘后向量的方向和参与数乘的实数有关:
如果这个实数是大于0的,向量原来的方向没变,跟原来一样,如:
如果实数是0,那它们的乘积就变成0向量,方向就是任意的:
如果实数是个负数,数乘向量的方向就变成原来方向的反方向:
用代数符号表示就是:
如果向量是用坐标表示的,那就是这样:
二、确定了数乘的概念之后,我们判定向量共线(平行)就有了数理上的依据。
如果一个非零向量可以表示为另外一个非零向量的数乘形式,那么两向量就是平行(共线)的。
从几何意义解释更容易理解,就是两个有向线段长度不同,一个是另外一个的多少倍,方向相同或者相反,那么二者就是共线的。
如果两向量中,任意一个向量为0向量,或者二者均为0向量,那二者本身就共线,上述表达式根本就用不着。
这就是说,要判断两向量是否平行,必须首先确定二者之中是否存在零向量,如果有,直接判定二者平行。
如果二者均为非零向量,那就计算一下二者是否是数乘关系,如果是,则二者平行(共线)。
现在我们反过来,如果两个向量平行(共线),是否可以直接得出其中之一是另外一个的数乘形式呢?
我们可以分几种情况讨论:
1、如果向量a和向量b均为非零向量,二者平行,那么答案就是肯定的,而且实数λ也是唯一确定的值。
2、如果向量a为0向量,向量b是非零向量,分两种情况,一种是实数λ为0,数乘形式成立;实数不为0,数乘形式不成立:
3、如果向量a非零,向量b为0向量,不能写出它们的数乘形式:
4、如果二者均为0向量,数乘形式倒是可以成立的:
综上,两向量平行,其中之一不一定能写成另外一个的数乘形式。
但当二者均为零向量,或者二者均为非零向量才可以放心大胆的写成数乘形式,且当二者均为非零向量时,实数λ是唯一的。
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