点积与叉乘的运算与物理意义

点积与叉乘的运算与物理意义点积与叉乘的运算与物理意义

向量是由n个实数组成的一个n行1列(n*1)或一个1行n列(1*n)的有序数组;

向量的点乘,也叫向量的内积、数量积,对两个向量执行点乘运算,就是对这两个向量对应位一一相乘之后求和的操作,点乘的结果是一个标量。

点乘公式

对于向量a和向量b:

                                     点积与叉乘的运算与物理意义                      点积与叉乘的运算与物理意义

a和b的点积公式为:

点积与叉乘的运算与物理意义

要求一维向量a和向量b的行列数相同。

点乘几何意义

点乘的几何意义是可以用来表征或计算两个向量之间的夹角,以及在b向量在a向量方向上的投影,有公式:

点积与叉乘的运算与物理意义

推导过程如下,首先看一下向量组成:

点积与叉乘的运算与物理意义

定义向量:

点积与叉乘的运算与物理意义

根据三角形余弦定理有:

点积与叉乘的运算与物理意义

根据关系c=a-b(a、b、c均为向量)有:

点积与叉乘的运算与物理意义

即:

点积与叉乘的运算与物理意义

向量a,b的长度都是可以计算的已知量,从而有a和b间的夹角θ:

点积与叉乘的运算与物理意义

根据这个公式就可以计算向量a和向量b之间的夹角。从而就可以进一步判断这两个向量是否是同一方向,是否正交(也就是垂直)等方向关系,具体对应关系为:

     a·b=0    正交,相互垂直  

     a·b<0    方向基本相反,夹角在90°到180°之间 

叉乘公式

两个向量的叉乘,又叫向量积、外积、叉积,叉乘的运算结果是一个向量而不是一个标量。并且两个向量的叉积与这两个向量组成的坐标平面垂直。

对于向量a和向量b:

点积与叉乘的运算与物理意义

a和b的叉乘公式为:

点积与叉乘的运算与物理意义

其中:

点积与叉乘的运算与物理意义

根据i、j、k间关系,有:

点积与叉乘的运算与物理意义

叉乘几何意义

在三维几何中,向量a和向量b的叉乘结果是一个向量,更为熟知的叫法是法向量,该向量垂直于a和b向量构成的平面。

在3D图像学中,叉乘的概念非常有用,可以通过两个向量的叉乘,生成第三个垂直于a,b的法向量,从而构建X、Y、Z坐标系。如下图所示: 

点积与叉乘的运算与物理意义

在二维空间中,叉乘还有另外一个几何意义就是:aXb等于由向量a和向量b构成的平行四边形的面积。

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/204895.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
上一篇 2026年3月19日 下午7:17
下一篇 2026年3月19日 下午7:17


相关推荐

  • Dubbo负载均衡策略及自行扩展负载均衡策略

    Dubbo负载均衡策略及自行扩展负载均衡策略负载均衡在集群负载均衡时,Dubbo提供了多种均衡策略,缺省为random随机调用。可以自行扩展负载均衡策略,参见:负载均衡扩展负载均衡策略RandomLoadBalance随机,按权重设置随机概率。在一个截面上碰撞的概率高,但调用量越大分布越均匀,而且按概率使用权重后也比较均匀,有利于动态调整提供者权重。RoundRobinLoadBalance轮循,按公约后的权重设置轮循比率。存在…

    2022年7月11日
    15
  • taglib实例

    taglib实例taglib 的实例 1Java 文件 nbsp nbsp OutputTag java nbsp nbsp nbsp Created nbsp on nbsp 2008 年 4 月 13 日 nbsp 下午 10 08 nbsp nbsp nbsp To nbsp change nbsp this nbsp template nbsp choose nbsp Tools nbsp nbsp Template nbsp Manager nbsp nbsp and nbsp open nbsp the nbsp template nbsp in nbsp the nbsp editor nbsp package nbsp com impor

    2026年3月16日
    1
  • 个人博客网站搭建[通俗易懂]

    个人博客网站搭建[通俗易懂]个人博客网站搭建VuePress介绍本人的个人博客网站,网站地址,是基于VuePress进行搭建。什么是VuePress根据官网:VuePress由两部分组成:第一部分是一个极简静态网站生成

    2022年7月1日
    23
  • bt3使用_手机怎么下载视频到u盘上

    bt3使用_手机怎么下载视频到u盘上BT3U盘版下载软件类型:国产软件授权方式:免费软件界面语言:简体中文软件大小:783M文件类型:.iso运行环境:Win2003,WinXP,Win2000,Win9X软件等级:★★★★★发布时间:2010-12-26官方网址:http://www.backtrack-linux.org演示网址:http://www.backtrack-linux.org下载次数:

    2022年10月1日
    3
  • snort规则

    snort规则Snort 规则被分成两个逻辑部分 规则头和规则选项 规则头包含规则的动作 协议 源和目标 ip 地址与网络掩码 以及源和目标端口信息 规则选项部分包含报警消息内容和要检查的包的具体部分 1 规则头规则动作在 snort 中有五种动作 alert log pass activate 和 dynamic Alert 使用选择的报警方法生成一个警报 然后记录 log 这个包 Alert 动作用来在一个

    2026年3月19日
    2
  • c语言实现简单的socket通信

    c语言实现简单的socket通信一 通讯示意图 nbsp 二 函数详解 1 socket 函数 intsocket intdomain inttype intprotocol socket 函数对应于普通文件的打开操作 普通文件的打开操作返回一个文件描述字 而 socket 用于创建一个 socket 描述符 socketdescri 它唯一标识一个 socket 这个 socket 描述字跟文件描

    2025年6月24日
    6

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号