点积与叉积

2022-11-17 11:03:48 浏览数 (1)

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1. 向量的点积:向量点积是其各个分量乘积的和

几何意义:点积的结果是一个标量,等于向量大小与夹角的cos值的乘积。

a•b = |a||b|cosθ

如果a和b都是单位向量,那么点积的结果就是其夹角的cos值。

a•b = cosθ

交换律:

分配律:

结合律:

其中m是实数。

2. 向量叉积:两个向量ab的叉积写作a×b(有时也被写成ab,避免和字母x混淆)。它的运算结果是一个向量。并且两个向量的叉积与这两个向量和垂直。即c垂直于a,同时c垂直于b(a与c的夹角为90°,b与c的夹角为90°)

c =a×b =(x1,y1,z1)×(x2,y2,z2)=(y1*z2 – y2*z1, z1*x2 – z2*x1, x1*y2 – x2*y1)

叉乘的几何意义: |c|=|a×b|=|a| |b|sinα (α为a,b向量之间的夹角)

叉乘的拓展:

在一般的常识或者教科书中规定叉乘只有3d才拥有,其实2d也可以拓展出来一个叉乘形式,而且非常有用。

拓展方式:假设有两个2d向量a,b,我们直接把他们视为3d向量,z轴补0,那么这个时候的a,b向量的叉乘结果c,c.x=0,c.y=0,c.z=a.x*b.y-b.x*a.y,这个时候可以吧2d的叉乘值定义为得到一个值,而不是得到一个向量,那么这个值k,k = c.z=a.x*b.y-b.x*a.y,我们可以通过这个k值得到很多有用的性质

1.a,b向量构成的平行四边形的面积,即a,b向量组成三角形的有向面积的二倍。

2.如果k>0时,那么a正旋转到b的角度为<180°,如果k<0,那么a正旋转到b的角度为>180°,如果k=0 那么a,b向量平行。(关于旋转正方向,请戳这里)

向量二重外积公式:a × (b×c )= b(a · c) − c(a ·b)。

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