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六、向量的夹角公式及R3中平面的一般形式

1. 公式

六、向量的夹角公式及R3中平面的一般形式

中两个向量的夹角公式:

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且规定,当 

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 (向量共线)时:

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(向量垂直)时,

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2. 推导过程

向量夹角公式由余弦定理:

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推导出

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下面为具体的推导:

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等号左边又可以展开为:

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六、向量的夹角公式及R3中平面的一般形式
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将展开后的结果代入余弦定理公式:

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因此:

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推导完毕。

3. 垂直和正交的区别

假如

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则 

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 和 

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 正交

如果 

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 和 

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 正交,且 

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 和 

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 都不等于 

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 ,则 

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 和 

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 垂直

总结:所有垂直的向量都正交,正交的向量不一定垂直,

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 与任何向量(包括

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)正交

4. R3中平面的一般形式

法向量:垂直于平面的向量称为该平面的法向量(normal vector)

假设平面上的一个定点为

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,平面上的任何其它点为

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,平面的法向量为

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向量 

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 位于平面上,且与法向量 

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 垂直,因此:

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六、向量的夹角公式及R3中平面的一般形式
六、向量的夹角公式及R3中平面的一般形式
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R3中平面的一般形式即:

六、向量的夹角公式及R3中平面的一般形式

总结:法向量和平面上的一个定点,可以定义该平面

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