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六、向量的夾角公式及R3中平面的一般形式

1. 公式

六、向量的夾角公式及R3中平面的一般形式

中兩個向量的夾角公式:

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且規定,當 

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 (向量共線)時:

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(向量垂直)時,

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2. 推導過程

向量夾角公式由餘弦定理:

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推導出

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下面為具體的推導:

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等号左邊又可以展開為:

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六、向量的夾角公式及R3中平面的一般形式
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将展開後的結果代入餘弦定理公式:

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是以:

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推導完畢。

3. 垂直和正交的差別

假如

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則 

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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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 ,則 

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 和 

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 垂直

總結:所有垂直的向量都正交,正交的向量不一定垂直,

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 與任何向量(包括

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)正交

4. R3中平面的一般形式

法向量:垂直于平面的向量稱為該平面的法向量(normal vector)

假設平面上的一個定點為

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,平面上的任何其它點為

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,平面的法向量為

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向量 

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 位于平面上,且與法向量 

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 垂直,是以:

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六、向量的夾角公式及R3中平面的一般形式
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R3中平面的一般形式即:

六、向量的夾角公式及R3中平面的一般形式

總結:法向量和平面上的一個定點,可以定義該平面

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