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向量的意思、向量的詳細解釋

關鍵字:

向量的解釋

①又稱“矢量”。既有大小,又有方向的量。可用帶有方向的線段來表示,線段的長度表示向量的大小,也稱“向量的模”。在代數中,向量常用n元有序數組(x1,x2,…,xn)來表示。向量運算與一般數量運算不同,有向量加法、向量減法、數乘向量、數量積和向量積五種。向量概念除了在數學上有重要意義外,在物理學中有廣泛應用,如力、速度、位移、電場強度等物理量都是向量。
②線性表的一種存儲結構。用一組連續的存儲單元依次存放線性表中的各個數據元素。一個數據元素可占據一個或幾個存儲單元。向量是一種可隨機存取的存儲結構,其中任一分量的存取時間相同。

詞語分解

專業解析

向量(xiàng liàng)是數學和物理學中的基本概念,在漢語詞典中通常定義為“既有大小又有方向的量”。以下從多角度詳細解釋其含義與應用:


一、漢語詞典釋義

根據《現代漢語詞典》(第7版)的定義:

向量:具有大小和方向的量,如物理學中的力、速度、位移等。可用帶箭頭的線段表示,箭頭指向方向,線段長度表示大小。

來源:中國社會科學院語言研究所詞典編輯室. 現代漢語詞典(第7版)[M]. 商務印書館, 2016.


二、數學與物理學中的擴展定義

  1. 數學定義

    在代數中,向量是線性空間中的元素,可表示為有序數組(如 ((x, y, z))),用于描述多維空間中的位移或位置。其運算包括加法、數乘和點積等。

    示例:二維向量 (vec{v} = (3, 4)) 表示橫坐标移動3單位,縱坐标移動4單位。

    來源:高等教育出版社《線性代數》(同濟大學第七版)第四章。

  2. 物理學應用

    向量用于描述力、速度、加速度等物理量。例如:

    • 力((vec{F} = mvec{a})):方向決定物體運動趨勢;
    • 速度((vec{v})):方向表示物體瞬時運動軌迹的切線方向。

      來源:人民教育出版社《高中物理必修一》第三章“牛頓運動定律”。


三、向量的核心特性

  1. 方向性:區别于标量(如溫度、質量),向量的方向不可或缺。
  2. 可疊加性:遵循平行四邊形法則合成(如力的合成)。
  3. 坐标表示:在直角坐标系中可分解為分量(如 (vec{v} = v_xmathbf{i} + v_ymathbf{j}))。

四、常見應用場景


五、相關術語辨析


通過以上定義與實例,向量作為連接抽象數學與現實世界的關鍵工具,其“方向+大小”的雙重屬性在科學與工程領域具有不可替代的作用。

網絡擴展解釋

向量(Vector)是數學、物理和計算機科學中的核心概念,具有以下核心特點:

一、數學中的向量

  1. 幾何視角
    向量是既有大小(模長)又有方向的量,常表示為帶箭頭的線段。例如,二維平面中從點A到點B的位移可表示為向量$vec{AB}$。

  2. 代數視角
    在坐标系中,向量可用坐标表示。例如三維向量$vec{v} = (a, b, c)$,其模長為$|vec{v}| = sqrt{a + b + c}$。

  3. 運算規則

    • 加減法:對應分量相加減(如$(1,2)+(3,4)=(4,6)$)
    • 标量乘法:各分量乘以常數(如$2 cdot (1,2)=(2,4)$)
    • 點積:$vec{a} cdot vec{b} = |vec{a}| |vec{b}| costheta$(計算投影或夾角)
    • 叉積(僅三維):$vec{a} times vec{b}$生成垂直于原向量的新向量。

二、物理中的向量

描述具有方向性的物理量,例如:

三、計算機科學中的應用

  1. 圖形學:三維模型頂點坐标用向量存儲
  2. 機器學習:數據特征表示為高維向量(如RGB顔色)
  3. 自然語言處理:詞向量(Word2Vec)将詞語映射為數值向量

向量通過大小+方向的二元性,成為描述空間關系、物理現象的核心工具,其抽象形式在泛函分析中發展為更廣義的向量空間概念。

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