點積、內積、外積、叉積、張量積——概念區分

  找張量積概念的時候,被各種野路子博客引入的各種“積”搞混了,下面僅以Wikipedia爲標準記錄各種積的概念。

點積(Dot product)

  https://en.wikipedia.org/wiki/Dot_product

  在數學中,點積(Dot product)或標量積(scalar product)是一種代數運算,它取兩個相等長度的數字序列(通常是座標向量),並返回一個數字。在歐幾里得幾何中,兩個向量的笛卡爾座標的點積被廣泛使用。它通常被稱爲歐幾里得空間的內積(Inner product),或很少地被稱爲投影積(Projection product),儘管它不是唯一可以在歐幾里得空間上定義的內積

  也就是說,點積是我們通常討論的歐氏空間中內積的一種特殊形式。點積定義如下:

內積(Inner product)

  https://en.wikipedia.org/wiki/Inner_product_space

  在數學中,內積空間(少部分人稱爲豪斯多夫-前希爾伯特空間)是實向量空間或具有稱爲內積的運算的復向量空間。空間中兩個向量的內積是標量,通常用尖括號表示,如$<a,b>$。內積允許對直觀的幾何概念進行形式化定義,例如向量的長度、角度和正交性(零內積)。內積空間推廣了歐幾里得向量空間,其中內積是笛卡爾座標的點積或標量積。無窮維內積空間在泛函分析中得到了廣泛的應用。複數域上的內積空間有時被稱爲酉空間。1898年,Giuseppe Peano首次使用了具有內積的向量空間概念。

  內積的定義比較抽象,在此僅對各種積進行區分,不對定義進行記錄。它甚至沒有單獨的詞條,是和內積空間放在一起介紹的。在工科的討論範圍內,內積和點積會混在一起說。這是無可厚非的,畢竟點積是內積的一種特殊形式。

外積(Outer product)

  https://en.wikipedia.org/wiki/Outer_product

  在線性代數中,兩個座標向量的外積(Outer product)是一個矩陣。如果這兩個向量的維數分別爲n和m,那麼它們的外積是一個n×m矩陣。更一般地說,給定兩個張量(多維數組),它們的外積是張量。張量的外積也被稱爲它們的張量積,可以用來定義張量代數。向量外積定義如下:

叉積(Cross product,叉乘)

  https://en.wikipedia.org/wiki/Cross_product

  在數學中,叉積(Cross product)或向量積(Vector product)是在三維歐幾里得向量空間中對兩個向量的二元運算,用符號表示$\times$。給定兩個線性無關的向量$a$和$b$,叉積$a×b$是一個垂直於$a$和$b$的向量,因此垂直於包含它們的平面。它在數學、物理、工程和計算機編程中有許多應用。不應將其與點積(投影積),特別是外積混淆。

  國內總會把叉積和外積混爲一談,即使是中文維基百科也是如此。英文環境里根本就沒有把cross product和outer product混在一起說的情況。叉積僅僅定義在三維的歐氏空間中,且需要用到右手定則。

張量積(Tensor product)

  https://en.wikipedia.org/wiki/Tensor_product

  https://www.math3ma.com/blog/the-tensor-product-demystified

  就是外積在張量上的拓展。

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