向量點乘與叉乘

1.點乘,也叫向量的內積、數量積(內數點).顧名思義,求下來的結果是一個數. 
向量a·向量b=|a||b|cos 

在物理學中,已知力與位移求功,實際上就是求向量F與向量s的內積,即要用點乘. 


2.叉乘,也叫向量的外積、向量積(外向叉).顧名思義,求下來的結果是一個向量,記這個向量爲c. 
|向量c|=|向量a×向量b|=|a||b|sin
 
向量c的方向與a,b所在的平面垂直,且方向要用“右手法則”判斷(用右手的四指先表示向量a的方向,然後手指朝着手心的方向擺動到向量b的方向,大拇指所指的方向就是向量c的方向). 
因此 
向量的外積不遵守乘法交換率,因爲 
向量a×向量b=-向量b×向量a 

在物理學中,已知力與力臂求力矩,就是向量的外積,即叉乘

以下引用:http://blog.csdn.net/dcrmg/article/details/52416832,感謝分享

向量是由n個實數組成的一個n行1列(n*1)或一個1行n列(1*n)的有序數組;


向量的點乘,也叫向量的內積、數量積,對兩個向量執行點乘運算,就是對這兩個向量對應位一一相乘之後求和的操作,點乘的結果是一個標量


點乘公式


對於向量a和向量b:


                                                           


a和b的點積公式爲:



要求一維向量a和向量b的行列數相同。


點乘幾何意義


點乘的幾何意義是可以用來表徵或計算兩個向量之間的夾角,以及在b向量在a向量方向上的投影,有公式:




推導過程如下,首先看一下向量組成:





定義向量:




根據三角形餘弦定理有:




根據關係c=a-b(a、b、c均爲向量)有:




即:



向量a,b的長度都是可以計算的已知量,從而有a和b間的夾角θ:




根據這個公式就可以計算向量a和向量b之間的夾角。從而就可以進一步判斷這兩個向量是否是同一方向,是否正交(也就是垂直)等方向關係,具體對應關係爲:


     a·b>0    方向基本相同,夾角在0°到90°之間

     a·b=0    正交,相互垂直  

     a·b<0    方向基本相反,夾角在90°到180°之間 


叉乘公式


兩個向量的叉乘,又叫向量積、外積、叉積,叉乘的運算結果是一個向量而不是一個標量。並且兩個向量的叉積與這兩個向量組成的座標平面垂直。


對於向量a和向量b:




a和b的叉乘公式爲:




其中:




根據i、j、k間關係,有:




叉乘幾何意義


在三維幾何中,向量a和向量b的叉乘結果是一個向量,更爲熟知的叫法是法向量,該向量垂直於a和b向量構成的平面。


在3D圖像學中,叉乘的概念非常有用,可以通過兩個向量的叉乘,生成第三個垂直於a,b的法向量,從而構建X、Y、Z座標系。如下圖所示: 



在二維空間中,叉乘還有另外一個幾何意義就是:aXb等於由向量a和向量b構成的平行四邊形的面積。


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