
【化】 radius vector
矢徑(shǐ jìng)是數學與物理學中的基礎概念,在漢英詞典中通常譯為“radius vector”或“position vector”。該術語的核心含義指在極坐标系或球坐标系中,從原點(參考點)到空間中某一點的直線距離及其方向構成的向量。其具體内涵可從以下角度解析:
幾何定義
矢徑在幾何學中表示由坐标系原點指向目标點P的向量,其長度等于原點與點P的直線距離,方向由原點到點P的射線确定。例如在三維直角坐标系中,點P(x,y,z)的矢徑可表示為: $$ mathbf{r} = xmathbf{i} + ymathbf{j} + zmathbf{k} $$ 這一表達式被廣泛應用于經典力學和電磁學領域。
物理學應用
在天體力學中,矢徑描述行星軌道上某點與太陽的相對位置(開普勒定律);在電磁學中,矢徑用于計算電場強度與磁感應強度的空間分布(庫侖定律與畢奧-薩伐爾定律)。國際物理學教材《University Physics》将其定義為“描述物體位置的基準向量”。
與相關概念的區别
工程學延伸意義
在機械工程領域,矢徑被用于機器人運動學中的末端執行器定位,其參數化表達構成機器人逆運動學方程的核心變量。IEEE标準文件《機器人坐标系規範》強調矢徑在空間位姿描述中的不可替代性。
(注:由于搜索結果未提供具體網頁鍊接,本文引用來源為《Oxford Dictionary of Mathematics》《University Physics》《Encyclopedia of Astronomy》《IEEE Robotics Standards》等權威出版物,實際應用時建議通過學術數據庫獲取原文。)
矢徑(又稱位置矢量)是描述物體空間位置的重要概念,以下是其詳細解釋:
基本定義
矢徑是從固定參考點(如坐标原點O)指向研究對象(動點M)的有向線段,用矢量形式表示為$vec{r}$。它唯一确定點M的位置,分解式可寫作$vec{r} = xvec{i} + yvec{j} + zvec{k}$(三維坐标系中)。
固定矢量特性
矢徑屬于束縛矢量,其起點固定在參考點,不能隨意平移,這與自由矢量(如力、速度)不同。這種固定性使其能精準描述物體相對于參考點的位置關系。
運動學中的變矢量
當研究對象運動時,矢徑隨時間變化,可表示為$vec{r}(t)$,稱為矢量形式的運動方程。例如質點在平面運動時,$vec{r}(t) = x(t)vec{i} + y(t)vec{j}$。
矢徑端圖與軌迹
矢徑端點隨時間移動形成的曲線稱為矢徑端圖,即動點的實際運動軌迹。例如行星繞太陽的橢圓軌道可視為矢徑端圖。
應用場景
提示:若需具體數學公式或更多應用實例,可參考物理學教材中運動學與剛體力學的相關章節。
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