浅论零向量概念的争议与核心价值

在向量学习中,零向量是一个不容忽视的“特殊向量”.新课标必修四教材对于零向量是这样规定的:长度为0的向量叫做零向量,记作0. 这个定义只规定了零向量的长度,对于零向量的方向没有提及.由于零向量的终点和起点相互重合,所以零向量的方向应理解为“不确定”.“不确定”不等同于“没有”,零向量作为一个向量是必须要有方向的.在处理平行问题时,规定零向量与任一向量都平行.     

向量王国的小天使——零向量

纵观向量王国,零向量具有其它向量所没有的特性:①长度为0的向量叫做零向量,记作0 ;②规定0与任一向量平行;③零向量与零向量相等;④对于零向量与任一向量a ,有a + 0 =0 +a =a ;⑤规定零向量的相反向量仍是零向量;⑥规定0a =0 ;⑦0 =( 0 ,0 ) ;⑧规定零向量与任一向量的数量积为0 ;⑨当A =B时,AB表示零向量,它的方向不定.这些似乎都是零向量的“荣耀”,不过许多概念和定理却大有把零向量排斥在外之举,如:①定义:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量;②定理:向量b与零向量a共线的充要条件是有且只有一个实数λ,使得b =λa ;③定理:a∥b(b…     

例说用零向量解题

对于“零向量”,教材中仅给出了“长度为0的向量叫做零向量”的描述性定义,不少教师对此概念也是一带而过,不少学生也不深究.但是,简单的、朴素的结论和思想,往往反映事物的本质,因此朴素的想法常常能解决一些复杂的问题.本文介绍几个关于零向量的命题及应用.1命题(1)零向量方向任意,与任何向量平行但不垂直.(2)如果几个向量首尾相接,最后一个向量的终点与第一个向量的始点重合,则这些向量和为零向量.(3)如果一个向量旋转一个角度(小于360°)仍保持不变,那么这个向量是零向量.(4)以正n(n≥3)边形的中心为始点,各顶点为终点的n个向量之和为零…     

0被“双规”以后的话题

高中数学新教材 [1 ]第一册 (下 )第五章“平面向量”在给出定义“长度为 0的向量叫做零向量 ,记作 0”后 ,先后对它作了下面两个“规定”(本文简称“双规”) :“0与任一向量平行”(第 95页 )以及“零向量与任一向量的数量积为 0”(第 1 1 6页 ) ,并且接着在给出“a⊥b a·b=0”的前面明确指出“a、b都是非零向量”(第 1 1 7页 ) .这也就是说 ,新教材把平面向量集内的零元——— 0与其他元素的关系只归入共线而回避垂直 :当a·b=0时当且仅当a、b都不是零向量时 ,有a⊥b ;若a或b中有零向量时 ,未说a⊥b是否成立 .两向量的共线和垂直是两向量…     

两个最小二乘解

依据两向量相等则差向量为零,只有零向量范数为零这样的结论,或直接从矩阵的分解式着手进行考虑,可分两类四种方法证明,对于线性方程组Ax=b的两个最小二乘解x1和x2,有关系式Ax1=Ax2成立.     

争鸣

问题　　 问题 87　 由两个恒等式的对比产生的问题 .α 2α … nα=n( n 1 )α2 变形成 :α 2α … nα=nα2 · ( n 1 )α2α2( 1 )又sinα sin2α … sinnα=sinnα2 · sin( n 1 )α2sin α2( 2 )由 ( 1 ) ,( 2 )可得　 sinα sin2α … sinnαα 2α … nα=sinnα2 · sin( n 1 )α2sin α2nα2 · ( n 1 )α2α2( 3)请问与 ( 3)结构类似的等式还有其它的吗 ?若有 ,再给一例 .问题 8 8　零向量是一个特殊向量 .有这样一个命题 :零向量与任意非零向量方向相同 .关于其真假有两种不同的观点 :观点 1　因为零向量的…     

巧构对偶式 妙求数列和

1．问题的提出案例 求cos7°＋cos47°＋cos87°＋…＋cos327°的值． 本题是笔者在执教高一下册《向量》章节时一本练习册上的题目，原参考答案是构建正九边形，利用基底向量和零向量进行解决的，后来在办公室讨论有同事提出是否可以不用向量法解决，笔者经过一番思索，发现可以构造对偶式巧妙解决该问题，并运用该方法对一类三角数列求和．     

利用向量求异面直线所成的角

异面直线所成角的问题,是空间“三大角”问 题之一,历来是考试的重点内容．传统的方法是 按定义平移,然后再通过解三角形的方法来求出 角的,如何平移,有一定的难度和技巧．如果是使 用向量,求异面直线所成角便不再困难了．a与b 是两异面直线,设它们所成的角是θ,任取一个 与a共线的已知非零向量a,一个与b共线的非 零向量b,则a与b的夹角(?)便是θ或π-θ,所     

也谈零向量——与《关于零向量两个典型案例的思考与探究》一文作者商榷

文[1]发表在贵刊2012年第8期上,其中,案例1引2010年福建高考文科数学第18题为例,以人教A版《必修4》教材关于零向量的若干叙述为依据,给出了"零向量与非零向量不能垂直"的结论,宣判了这道高考题的答案是错误的!无独有偶,2009年湖北省高考理科数学第17题:已知向量a=     

解向量问题时的几种典型错误

向量是一个重要的数学概念. 向量不同于数量,它有其自身的一套运算体系,但不少初学者由于对所学知识理解不深,从而导致在解答有关向量问题时,常常出现一些错误. 现分类例析如下,供大家参考.1. 混淆实数 0与零向量0→例 1　有四个式子: (1) 0→·a→ =0→; (2)O·a→ =0; ( 3 ) 0→ -MN=NM; ( 4 )AB+BC+CD+DA=0. 其中正确的个数是A. 3个　B. 1个　C. 2个　D. 4个错解: (1 )、( 2 )、( 3 )、( 4 )中式子全部正确,选D.剖析:考虑 (1)中,0→·a→表示零向量与任意向量a→的数量积,数量积是一个数,而不是向量0→; (2)中, 0·a→表…     

美国芝加哥大学中学数学设计（UCSMP）──向量

美国芝加哥大学中学数学设计（ＵＣＳＭＰ）──向量１２．１平面向量１２．２向量的加法和减法．１２．３平行向量和直线方程１２．４点积和两向量间的角１２．５三维坐标１２．１平面向量由天气预报中的风速引入．含方向及标量两个要素的量，即是向量．定义向量是能够用...     

Reissner板弯曲的辛求解体系

基于Reissner板弯曲问题的Hellinger-Reissner变分原理,通过引入对偶变量,导出Reissner板弯曲的Hamilton对偶方程组．从而将该问题导入到哈密顿体系,实现从欧几里德空间向辛几何空间,拉格朗日体系向哈密顿体系的过渡．于是在由原变量及其对偶变量组成的辛几何空间内,许多有效的数学物理方法如分离变量法和本征函数向量展开法等均可直接应用于Reissner板弯曲问题的求解．这里详细求解出Hamilton算子矩阵零本征值的所有本征解及其约当型本征解,给出其具体的物理意义．形成了零本征值本征向量之间的共轭辛正交关系．可以看到,这些零本征值的本征解是Saint-Venant问题所有的基本解,这些解可以张成一个完备的零本征值辛子空间．而非零本征值的本征解是圣维南原理所覆盖的部分．新方法突破了传统半逆解法的限制,有广阔的应用前景．     

巧用向量解解析几何问题

平面向量融数形于一体，具有代数、几何的双重身份，既是中学数学知识的一个交汇点，又是联系多种知识的媒介．巧用平面向量，能妙解许多看似与平面向量无关的解析几何问题，下面举例说明．     

高中数学向量知识的内容定位与教学建议

1数学课程改革当中的向量背景和前景分析1.1向量的双重身份向量是近代数学最重要和最基本的概念之一.向量是既有大小又有方向的量,要用两个实数、三个实数甚至更多的实数才能确切地表达.所以它既具有图形的直观性,又有代数推理的严密性.从而向量是一个具有几何和代数双重身份的概念.1.2向量对运算的贡献从“数、量和运算”发展的角度理解向量,向量的加法、减法、数乘向量和向量的数量积以及数学课程标准里未加入的向量积都是新的运算,应该说向量代数是以前所有“数的运算”的一个发展和扩大.在中学引入向量为以后进入大学或选修矩阵及运算做…     

基于直观想象的空间向量概念教学

空间向量的教学要注重培养学生的空间想象力,在空间向量的概念、规则建立和运用时让直观想象先行,要以对向量的自由性、零向量、投影向量和平面向量概念及其运算为空间想象的逻辑基础,理解平面向量与空间向量的联系,通过直观想象构建几何图形,证明几何定理,理解空间向量解决立体几何问题的本质原理,在空间向量的教学中培养学生的空间观念,发展学生的直观想象素养.     

高中数学向量知识的内容定位与教学建议

1 数学课程改革当中的向量背景和前景分析 1．1 向量的双重身份 向量是近代数学最重要和最基本的概念之一．向量是既有大小又有方向的量，要用两个实数、三个实数甚至更多的实数才能确切地表达．所以它既具有图形的直观性，又有代数推理的严密性．从而向量是一个具有几何和代数双重身份的概念．     

平面向量基本定理的应有举例

平面向量基本定理：如果e1，e2是同一平面内的两个不共线向量，那么对于该平面内的任一向量a，有且只有一对实数λ1,λ2，使n=λ1e1＋λ2e2．平面向量基本定理反映了在基底向量e1，e2确定的前提下，平面向量分解的存在性和唯一性．下面利用此定理证明三个著名的古典命题．     

再议三角形重心性质的空间拓广

文[1]根据三角形重心向量的一个性质给出了其在空间中的拓广，受此启发，经笔者研究发现了三角形的又一个重心向量性质及在空间中的拓广．     

数量积性质解题举例

平面向量的数量积是平面向量一章的重要内容,也是高考命题的热点,由向量数量积的定义可得出一个特殊的性质,即a2=}a｜2或｜a｜=a2,它的作用是实现了量与数量之间的相互转化,应用十分广泛,现举例说明．     

二维弹性平面问题中任意边界条件下应力分布的封闭解

应用辛方法研究了正交各向异性二维平面（x,z）弹性问题,在任意边界和不考虑梁假设条件下的解析应力分布解．辛方法通过将位移和应力作为对偶量推导得到一组辛的偏微分方程组,并且应用变量分离法对方程组进行了求解．同动力学中的问题比较,将弹性问题中的x轴模拟成时间轴,这样z轴成为唯一一个独立的坐标轴．问题中的Hamilton矩阵的指数展开具有辛的特征．在齐次问题求解中,通过边界条件和边界上的积分求得级数中的未知数．齐次解中包括减阶的零特征值的特征向量（零本征向量）和完好的非零本征值的特征向量（非零本征向量）．零本征值的Jordan链给出了经典的Saint Venant解,反映了平均的整体行为像刚体位移、刚体旋转和弯曲等．另外,非零本征向量反映的是指数衰减的局部解,它们通常在Saint Venant原理下被忽略．文中给出了完整的算例,并且和已有结果进行了对比．