為什麼平面向量沒有除法?

時間 2021-05-12 11:15:00

1樓:Alepha E

陸藝:「乘」與「積」是乙個意思嗎?

概括來說都是指疊加是指作用

也就是說向量經過乘之後,沒有太大的本質區別,就好像乙個人變成兩個人;而經過積之後,發生本質區別,相當於乙個人變成乙個猴來。

乘對應的是「除」,而積對應的往往是「逆」。

但是對於向量來說,就不一樣了。每個分量相乘同乙個數,它依舊是向量(變「大」/「小」的向量),但是內積(數乘)之後,就從向量變成數了。

當然,你也可以對二維向量之間定義乙個某種結構,使之成為代數,不過,這樣「向量」與」數」的概念就重合了,這樣,「積」和「乘」可以扮演相同角色,也就有除法了。

以上都是對那些約定俗成內容的概括,

具體的建議了解線性空間/變換以及群/環/域等概念

2樓:忘憂北萱草

向量乘法本質上是行向量與列向量的矩陣乘法:

如果有「向量除法」,也就是向量乘法的逆運算,或者說矩陣乘法的逆運算。

矩陣乘法有逆運算嗎?可以說有,就是再乘上逆矩陣。但是向量不是方陣,沒有逆矩陣,所以就沒有向量乘法的逆運算

從資訊損失的角度,乙個1×n的列向量,去乘乙個n×1的行向量,相當於對這個行向量進行線性變換,對映到1個實數。這個過程中,行向量從n維變成了1維,維度減小就伴隨著資訊損失,也就是說向量乘積的結果不能包含原來向量的全部資訊,不能還原原來的向量,所以沒有「向量除法」。

當然,向量不止有這一種乘法。

比如兩個向量的張量積:

這個的逆運算很明顯,隨便找一列除以 就行。

再比如,兩個向量的外積,運算得到另乙個向量,當然,外積僅限三維向量。

外積不滿足交換律,因為 。

所以我們暫且規定一下,對於 ,我們定義向量的「外除法」為 。

那麼怎麼求解這個「外除法」的運算呢?你可能會列乙個三元一次方程組,看起來有三個未知數,三個方程,非常美好。

但是實際上,這個方程組根本就不能解。當你嘗試以各種方式消元之後,就會發現消元消得非常徹底,三個未知數都沒了。

現在再看看你得到的沒有未知數的式子,它實際上就是 。這是乙個恆成立的等式,從外積的座標計算中就能得到。

同樣地,我們有 ,這說明外積的幾何意義, 與 和 所在平面垂直。

通過計算也不難得出外積大小的表示式 " eeimg="1"/>。

現在,我們用確定方向和大小的方法來尋找向量的「外除法」。大致方向容易確定,過 做乙個垂直於 的平面, 就在這個平面上。下一步,根據 確定 和 " eeimg="1"/>即可。

但是這是做不到的,因為我們只能確定 " eeimg="1"/>這個積的值,不能單獨確定它們分別的值。

所以,這樣的「外除法」是不存在的

最後留乙個小問題,從資訊損失的角度,不存在逆運算的向量外積,損失了什麼資訊呢?

3樓:黃一珂

高中數學範圍內,向量確實沒有除法。但是實際上單純考慮幾何意義也是可以有答案的,張量就是向量除向量的結果。

舉例設:a=Ob,其中a,b均為2維列向量,O屬於SO(2)。

存在與b正交歸一的向量c,兩者向量積(×)為滿秩單位陣,即:

b(×)c=E

那麼O這個張量可以通過:

a「除」b,即a和c做張量積(×)來表示,即:

a(×)c=Ob(×)c=OE=O

換種簡單粗糙的微分幾何的說法就是,

設a, b屬於T(0, 1),存在c屬於T(1, 0),滿足=1,那麼a(×)c=A屬於T(1, 1)即為「除法」。

4樓:張況

嚴格來講向量的點乘不能叫做乘法的,因為點乘最後得到的是乙個數,並非向量。而向量的乘法輸出的必須是乙個向量。

那麼除法到底是什麼,其實相當於是乘法的逆運算。比如如果2×3=6,那麼6/3=2,意思是什麼,我做一次乘3操作與除以3的操作,相當於我什麼都沒乾。或者說對於6和3,我們能找到是哪個數乘以3等於6,也就是2,

那麼向量的點乘相當於是什麼,對乙個向量x,我對起點乘另乙個向量y,得到了乙個數n。

那麼所謂的除法應該是其逆運算,也就是通過乙個數n,以及向量y,找到是哪個向量和y點乘能得到n。然而這個向量顯然是不唯一的了。

所以沒法定義點乘的逆運算,也就是所謂的除法。

5樓:法國球

你學的那個也不叫向量的「乘法」,而是「內積」。

數字的「乘法」是兩個數相乘得到乙個數,矩陣的「乘法」是兩個矩陣相乘得到乙個矩陣,函式的「乘法」是兩個函式相乘得到乙個函式,那麼向量的乘法就應該是兩個向量相乘得到乙個向量才對。而內積是兩個向量相「乘」得到乙個數。所以內積不是乘法。

連乘法都沒有,乘法的逆運算更無從談起。

6樓:okchhh

瀉藥上面的題主意思就是除法為乘法的逆運算,而在平面向量中這種逆運算不唯一,有無數種逆運算可以對應回原向量,所以平面向量沒有除法。

至於為什麼逆運算是不唯一的,平面向量點乘結果是向量A在向量B的投影乘以向量B。所以只要向量A在向量B的投影是一樣的,點乘結果就是一樣的。因此,無數個在向量B投影相等的向量A與向量B的積都等於同乙個值。

自然,逆運算後(除法...)會對應無數個結果(沒有意義)

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