論向量除法存在的可能性
一:定義證明(加黑體字母為向量)
有數(shù)量積可知:a?b=|a||b|cosθ,有推理出
數(shù)量商可知a/b=(|a|cosθ)/(|b|),θ=<a,b>,不難發(fā)現(xiàn)兩個(gè)公式均不符合乘法/除法的運(yùn)算性質(zhì)?!?span id="s0sssss00s" class="color-default">一個(gè)因數(shù)擴(kuò)大(縮?。﹏倍,另一個(gè)因數(shù)不變,積也相應(yīng)的擴(kuò)大(縮?。﹏倍(n不等于0)。】
除法同理。但是注意了這里講的是“數(shù)”,并不是“向量”,這是因?yàn)橄蛄渴且粋€(gè)既有大小也有方向的矢量。所以部分人得出的結(jié)論(向量不存在除法)的一個(gè)原因如下:
??證明:(部分人認(rèn)為的)
因?yàn)橛?/3=2,除了6之外無(wú)法找到其他的數(shù)字能夠符合等式。但是:
a?b=|a||b|cosθ:(如圖)
???

在直線L上的任意的a均滿足a?b=|a||b|cosθ,左邊的向量a一直在改變,但是右邊的數(shù)卻一直沒(méi)有改變,如果將b除過(guò)去那么得到a=|a||b|cosθ/b,
a擁有無(wú)數(shù)個(gè)值與之對(duì)應(yīng)。所以不存在向量的除法。
??其實(shí)這本身就是錯(cuò)誤,向量是不可以直接相除的,在上一篇文章中已經(jīng)說(shuō)明過(guò),這里再次給出證明:
證明:
不妨已知a?b=a?c,如圖所示
?
?
?

?如果直接將a直接約掉,那么可以得到b=c,如圖所示明顯的:b≠c,所以直接以它得出向量沒(méi)有除法是不靠譜的并且是錯(cuò)誤的,而且顯然向量不可以直接相除的,原因在哪里呢,其實(shí)前面說(shuō)過(guò)了向量是一個(gè)既有大小也有方向的矢量。是不是有點(diǎn)抽象?不用著急,三里面還會(huì)再次闡明。
?
二:對(duì)于逆運(yùn)算的解析
??很多人對(duì)于數(shù)量積來(lái)推出數(shù)量商有很大的疑問(wèn),接下來(lái)我們來(lái)說(shuō)一說(shuō)對(duì)于數(shù)量積和數(shù)量商的關(guān)系做出解析,說(shuō)明如下:(其實(shí)上一篇文章也提到過(guò))
??有數(shù)量積可知:a?b=|a||b|cosθ,同除以|b|2(注意:這里是同時(shí)除以一個(gè)數(shù))。有特殊:|b|2=b2=b?b(必修二P19),可化簡(jiǎn)為a?b/|b|2=a?b/b?b,可化簡(jiǎn)為:a/b=(|a|cosθ)/(|b|),θ=<a,b>。這里說(shuō)明一個(gè)點(diǎn):同一個(gè)除法中可以同時(shí)在“/”上下除以一個(gè)相同的向量,證明如下:
??易得a/a=1,b/b=1(兩個(gè)相同向量相除),有非
零向量a,b。常數(shù)x,y。則有以下性質(zhì):
x/y=xa/ya
=x|a|/y|a|
=x|a|2/y|a|2
=x(a+b)/y(a+b)
=x(a+b)2/y(a+b)2
如圖所示:
?

所以,同一個(gè)除法中可以同時(shí)在“/”上下除以一個(gè)相同的向量?。
三:實(shí)例分析(上一篇文章提到過(guò))
有a?b=|a||b|cosθ,設(shè)a=(1,0),|a||b|cosθ=1,可以得到b有多解,b?=(1,√3/3),b?=(1,√3),原因如圖:
?

由倒數(shù)向量可知b?=(√3/2,1/2),b?=(1/2,√3/2),
直觀的,因?yàn)?strong>a=(1,0),b?=(1,√3/3)。則a向量y方向上的“0”將b向量y方向上的任意數(shù)值全部歸為“0”,所以才有了b=|a||b|cosθ/a中,b擁有無(wú)數(shù)個(gè)值與之對(duì)應(yīng),也就是說(shuō)a?b=|a||b|cosθ中的a是不允許直接“移動(dòng)”,并相除的,因?yàn)橹苯酉喑龥](méi)有另一個(gè)使得a向量y方向上的值歸為“0”的數(shù),我們就再次印證了不能夠隨意除以向量。
?
四:理論說(shuō)明
理論說(shuō)明:因?yàn)椤捌胀ǖ某顺ā眱H僅只是兩個(gè)數(shù)的運(yùn)算,求出的數(shù)值一定。但是向量的乘除法是一個(gè)“不普通的乘除法”,有著不局限于普通法則束縛枷鎖的思維運(yùn)算,也就是說(shuō),向量不僅僅有大小,同時(shí)它還擁有方向。本身具有兩個(gè)變量的它,使得它的運(yùn)算變得與眾不同。舉個(gè)例子:你想知道你的鋼筆為什么寫(xiě)不出來(lái)了,那么這個(gè)探究就擁有多個(gè)變量:①是否沒(méi)墨了,②鋼筆的儲(chǔ)存墨水的“地方”是不是漏了,等等。你在只知道鋼筆寫(xiě)不出來(lái)時(shí)能夠直接說(shuō)是什么原因嗎(嚴(yán)格的講),其實(shí)是不能的。向量同理?yè)碛袃蓚€(gè)變量的它,我們?cè)谶\(yùn)算探究的時(shí)候也是不能夠直接去看的,它本身就是一個(gè)特殊的運(yùn)算工具,出現(xiàn)和其普通結(jié)論相悖的結(jié)論是正常的一件事情,但我們不去定義或者沒(méi)有發(fā)現(xiàn)我們就能說(shuō)它不存在嗎,顯然也是不行的,所以向量的除法應(yīng)該是可以有的,也就是說(shuō),它是存在的。
?注:未經(jīng)允許,任何人不可以以任何方式大量復(fù)制本文,本篇文章為原創(chuàng)文章,作者擁有最高解釋權(quán)。
后記:
前面所有的論述全為個(gè)人理解,沒(méi)有權(quán)威的解釋?zhuān)缬胁粚?duì)的地方請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正,謝謝。
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