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向量的點乘和叉乘是什麼量

生活 更新时间:2025-02-21 20:45:46

向量點乘和叉乘的區别:向量點乘結果是标量,是兩個向量在一個方向的累計結果,結果隻保留大小屬性,抹去方向屬性,就相等于降維;向量叉乘,是這這兩個向量平面上,垂直生成新的向量,大小是兩個向量構成四邊形的面積。相等于生維。這是運算所需要,向量加和減都是在同一緯空間操作的,如果要想實現維度的變化就要在向量的乘法做出定義。

向量點乘(内積):

點乘(Dot Product)的結果是點積,又稱數量積或标量積(Scalar Product),結果就是個數,把方向給抹去了。向量是有兩個屬性的:大小和方向,點乘的結果就是得到一個标量。相等于降維了。

向量的點乘和叉乘是什麼量(向量的點乘和叉乘區别及幾何意義)1

定義為:對兩個向量對應位置上的值相乘再相加的操作,其結果即為點積。

向量的點乘和叉乘是什麼量(向量的點乘和叉乘區别及幾何意義)2

從這個結果來看,就知道沒有方向屬性,隻是數字之間的運行,最終結果也是數字。

從幾何角度看,點積是兩個向量的長度與它們夾角餘弦的積。點乘的結果表示向量A在向量B方向上的投影與向量B模的的乘積,點乘的意義就是兩個向量在一個向量方向的共同積累的結果,但是這種結果隻保留的大小屬性,抹去了方向這個屬性;同時反映了兩個向量在方向上的相似度,結果越大越相似。基于結果可以判斷這兩個向量是否是同一方向,是否正交垂直,具體對應關系為:

.則方向基本相同,夾角在0°到90°之間

.則正交,相互垂直

.則方向基本相反,夾角在90°到180°之間

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我們最常見的例子就是就是力對物體做功。如圖所示,一個力F施加于木塊上,使得它沿着水平桌面向前移動s的距離,那麼求F的功。根據功的定義,功是力與物體在力的方向上的位移的乘積。這個說明什麼,說明了功是力對物體在空間上的積累的物理量。那麼根據這個定義就有兩種分解方法如圖所示。

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向量叉乘:(外積)

叉乘(Cross Product)又稱向量積(Vector Product)。

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定義為

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從結果我們看出還保留向量的基本單位i,j,k;所以結果也是一個向量,既有大小,又有方向,隻是這個方向人為定義出來,垂直于這兩個向量構成的平面,符合右手定則。

幾何意義:

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以向量a和向量b構成一個平行四邊形,那麼這兩個向量外積的模長與這個平行四邊形的面積相等。

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