为什么单位向量的导数为零

为什么单位向量的导数为零,第1张

对常量向量求导就是零向量。

以下是向量的相关介绍:

在数学中,向量(也称为欧几里得向量、几何向量、矢量),指具有大小(magnitude)和方向的量。它可以形象化地表示为带箭头的线段。箭头所指:代表向量的方向;线段长度:代表向量的大小。与向量对应的量叫做数量(物理学中称标量),数量(或标量)只有大小,没有方向。

向量的记法:印刷体记作黑体(粗体)的字母(如a、b、u、v),书写时在字母顶上加一小箭头“→”。如果给定向量的起点(A)和终点(B),可将向量记作AB(并于顶上加→)。在空间直角坐标系中,也能把向量以数对形式表示,例如xOy平面中(2,3)是一向量。

在物理学和工程学中,几何向量更常被称为矢量。许多物理量都是矢量,比如一个物体的位移,球撞向墙而对其施加的力等等。与之相对的是标量,即只有大小而没有方向的量。一些与向量有关的定义亦与物理概念有密切的联系,例如向量势对应于物理中的势能。

设位置向量S(t)=(x(t),y(t),z(t)),
则:速度向量V(t)
=d[S(t)]/dt=(d(x(t))/dt,d(y(t))/dt,d(z(t))/dt)
加速度向量A(t)
=d²[S(t)]/dt²
=(d²(x(t))/dt²,d²(y(t))/dt²,d²(z(t))/dt²)
[向量求导,全部由分量(标量)求导来完成。]

矢量是随着某一个变量而变化的。
在工程力学中,为了给出绝对和相对速度、加速度的关系,需要在两个相对运动的参考空间中考察同一个变矢量的变化率,因此引入了矢量的绝对导数和相对导数的概念。
直角坐标系中单位矢量方向为x、y增加的方向。一般用i、j表示。不管物体如何运动,单位矢量的微元方向都不变,所以求导很方便,但处理圆周运动、有心力问题时r、v、a均有两个分量,而且对运动过程的描述不够直观。

这么长时间了还没一个详细的解答。。。我来简单说一说吧

er表示径向单位矢量,表示横向单位矢量

根据这幅图可以很容易得出,Δer即der (大小= rφ)=dφ·

此处已利用er大小为1。表示方向

剩下的只要两边除以dφ,也就是der/dφ=

写成偏导形式即可

注:来源网络

矢量外积求导与一般求导基本一致,当做函数的积求导即可,只需注意二者次序不可交换。

如图中rp都作为时间的函数r(t)和p(t),d(r×p)/dt就按函数的积计算,d(r×p)/dt=dr/dt×p+r×dp/dt


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原文地址: https://outofmemory.cn/yw/13337360.html

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