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向量消去律

向量的加法和數乘都滿足消去律,但向量的內積矢量積不滿足消去律。

向量的加法:

消去律成立:如果 \(a + c = b + c\),則 \(a = b\)。這是因為加法有逆運算,即減法。因此,可以通過減去 \(c\) 來消去 \(c\),得到 \(a\) 和 \(b\) 相等。

向量的數乘:

消去律成立:如果 \(k
eq 0\) 且 \(k\alpha = k\beta\),則 \(\alpha = \beta\)。這是因為純數有除法,所以數乘的「逆運算」也存在,即通過除以 \(k\) 來消去 \(k\)。因此,如果兩個向量乘以同一個非零純數後相等,那麼這兩個向量也必須相等。

向量的內積:

消去律不成立:存在非零向量 \(a\) 和 \(b\) 使得 \(a \cdot b = 0\),即存在正交情況。因此,如果 \(a \cdot c = b \cdot c\),只能得到 \((a - b) \cdot c = 0\),但不能推出 \(a = b\)。

向量的矢量積:

消去律不成立:共線情況更為普遍。如果 \(a \times c = b \times c\),只能得到存在某個數 \(k\) 使得 \(a - b = kc\),但不能推出 \(a = b\)。

然而,通過聯立內積和外積的等式,可以消除這些不確定性。例如,如果 \(a = b \Leftrightarrow \{a \cdot c = b \cdot c, a \times c = b \times c\}\),那麼在 \(c

eq 0\) 的情況下,可以消去不確定性,從而定義除法。