向量平行和垂直是线性代数中的基本概念,它们涉及到向量之间的关系。当两个向量a和b,其中a=(x, y)和b=(m, n)时,判断它们垂直的充分必要条件是它们的点积(内积)a·b等于0,即xm+yn=0。这个等式表示两个向量在坐标轴上的投影相互抵消,使得它们在直角坐标系中相互垂直。
至于平行,向量a与b平行(记作a//b)意味着它们的叉积(外积)a×b等于0,即xn-ym=0。这个条件表示两个向量在二维空间中没有交点,平行线性质在此得到体现。
向量的概念源于物理学,比如力、速度等物理量,古希腊学者亚里士多德最早认识到力可以表示为向量。后来,向量的概念通过牛顿等科学家的贡献,从有向线段的形式逐渐发展成为数学体系中的重要工具。19世纪末至20世纪初,数学家们开始理解向量在空间中的运算特性,将向量与空间结构紧密联系起来。
复数的几何表示对向量的引入起到了关键作用。18世纪末,挪威的威塞尔通过坐标平面上的点来表示复数a+bi,这种表示方式使得向量的几何意义得以显现。复数运算的几何化处理,使得向量的运算规则得以定义,并逐渐被数学界所接受,从而成为数学研究中不可或缺的一部分。