返回 线性代数

电子科技大学

第三章 几何空间

本章从空间直角坐标系和向量出发,学习向量的内积、外积与混合积,再用向量语言描述平面、空间直线及其位置关系。

开始本章挑战

完成本章挑战后,会在这里保留最近一次结果。

本章从一个问题开始

空间里的平行、垂直和距离,怎样翻译成可计算的语言?

坐标给出位置,向量刻画方向;内积、外积和法向量把几何关系变成代数判断。

  1. 01

    坐标与向量:先定位

  2. 02

    向量积:测角度、面积与体积

  3. 03

    直线与平面:判断位置关系

从“空间坐标与向量表示”开始

讲座提炼

把“听过”变成可复习的线索

从空间图形到 n 维:对象变了,判断方式没变

第三章用可画出的向量、直线和平面训练关系判断;第四章把同一套线性组合与独立性语言推广到看不见的 n 维。

  • 空间中的平行、垂直和共面,先翻译为向量关系再计算。
  • 线性相关表示有冗余:至少一个向量可由其余向量表示。
  • 求极大无关组时,化简用于找主元位置,最后必须回到原向量组取向量。
微型例题:三个向量中一个能由另外两个线性表示,秩最多是多少?
切入点:先识别冗余,最多保留两个线性无关向量,再结合其余关系判断。

知识点

先选一个小点开始

3.1 空间直角坐标系与向量

3.1 空间直角坐标系与向量

空间坐标与向量表示

空间向量可以用三维坐标表示,位置变化可转化为两点坐标之差。

草稿
single_choicetrue_false

3.2 向量的乘法

3.2 向量的乘法

向量的内积、外积与混合积

内积用来判断垂直,外积给出垂直于两个向量的方向,混合积可联系空间共面关系。

草稿
single_choicetrue_false

3.2 向量的乘法

向量夹角与正交投影

内积同时记录长度和夹角,投影则把一个向量在指定方向上的有效分量提取出来。

草稿
single_choicetrue_false

3.3 平面

3.3 平面

平面方程与位置关系

平面的一般方程中,三个一次项系数组成它的法向量。

草稿
single_choicetrue_false

3.3 平面

点到平面的距离与垂足

点到平面的最短线段一定沿平面的法向量,因此距离公式来自法向量方向上的投影。

草稿
single_choicetrue_false

3.4 空间直线

3.4 空间直线

空间直线方程与位置关系

空间直线由一点和一个方向向量确定,方向向量是判断平行、相交和异面的关键。

草稿
single_choicetrue_false