平面向量的加减运算遵循以下法则和性质:
向量加法
定义:求两个向量和的运算,叫做向量的加法。
三角形法则:已知非零向量a, b,在平面内任取一点A,作向量OA=a,向量OB=b,则向量OC=a+b,即a+b=(x2-x1, y2-y1)+(x3-x2, y3-y2)=(x3-x1, y3-y1)。
平行四边形法则:以同一点O为起点的两个已知向量a, b为邻边作平行四边形OACB,则以O为起点的对角线就是a与b的和,即a+b=(x2-x1, y2-y1)+(x3-x2, y3-y2)=(x3-x1, y3-y1)。
运算律:
交换律:a+b=b+a
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
相反向量
定义:与向量a长度相等,方向相反的向量,叫做a的相反向量,记作-a。
性质:
零向量的相反向量仍是零向量。
对于相反向量有:a+(-a)=(-a)+a=0。
若a, b互为相反向量,则a=-b,b=-a,a+b=0。
向量减法
定义:向量a加上b的相反向量,叫做a与b的差,即a-b=a+(-b)。
几何意义:在平面内任取一点O,作向量OA=a,向量OB=b,则向量a-b是以b的终点为起点,a的终点为终点的向量。
运算律:
结合律:a-b-c=a-(b+c)
交换律:a-b=b-a
示例
假设有两个向量A=(x1, y1)和B=(x2, y2),则它们的和为:
\[ A + B = (x1 + x2, y1 + y2) \]
它们的差为:
\[ A - B = (x1 - x2, y1 - y2) \]
如果B是A的相反向量,则:
\[ A + (-A) = (x1 - x1, y1 - y1) = (0, 0) \]
总结
平面向量的加减运算可以通过三角形法则和平行四边形法则进行,同时需要遵循交换律和结合律。相反向量的概念在减法中非常重要,可以帮助我们简化计算和理解向量的方向变化。