1.1、向量的基本概念
向量又称为矢量(vector),表示既有大小又有方向的量。在物理学中,力,速度,位移等都可以用向量来表示。
向量通常用一个有向线段表示。
1.2、向量的加减法
向量的加法运算符合平行四边形法则。
设向量a(x1,y1)b(x2,y2),则
a+b =(x1+x2,y1+y2)
a-b = (x1-x2,y1-y2)
1.3、空间向量的坐标表示
1.4、向量的长度
向量的大小,也就是向量的长度(magnitude),也称为模,是一个标量。
设向量a(x,y),则向量a的长度记为|a|,公式如下,三维向量的公式同理。
1.5、归一化向量
向量的归一化就是把向量的长度变为1,方向保持不变。公式为:
向量v称为u的归一化(normalization)向量。
1.6、向量的点积和投影
向量的点积(dot product)又称为数量积(scalar product)或内积(inner product)。
向量的点积是一个标量,也就是一个数值。
运算法则:
[a1,a2,a3…,an] 点乘 [b1,b2,b3…,bn] = a1b1+a2b2+a3b3…+anbn几何解释:
点乘的结果描述了两个向量的相似程度,点乘结果越大,两向量越接近。
设向量a,b,向量a和向量b的夹角,0≤θ≤π,则向量的点积公式如下:
设向量a(x1,y1,z1)b(x2,y2,z2),则
a·b=x1*x2+y1*y2+z1*z2
如果a·b=0,则成a和b是正交(垂直)的。
|OB1| =|b|cosθ ,|OB1| 称为b在向量a 方向上的投影。
投影向量如下,很容易推导。
1.7、向量叉积
向量的叉积(cross product),又称外积(outer product)
设向量a和b的叉积为n,则n与a和b都正交,向量a,b和n构成一个右手坐标系(right-handed coordinate system)
叉积n的长度为:
设向量a(x1,y1,z1)b(x2,y2,z2),则
a x b =
a x b垂直于向量a也垂直于向量b,所以a x b得到的是向量a与向量b构成的面的法向量
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