向量数量积

时间:2025-02-15 10:15:29 单机游戏

向量数量积,也称为点积或内积,是向量运算的一种,用于衡量两个向量之间的夹角关系。对于两个非零向量 ab,它们的数量积定义为:

$$a \cdot b = |a||b|\cos\theta$$

其中, |a||b|分别表示向量 ab的模长, θ是这两个向量之间的夹角。

数量积的几何意义是:向量 a的长度与向量 ba方向上的投影长度的乘积。在坐标形式中,如果向量 a的坐标为 (x1, y1),向量 b的坐标为 (x2, y2),那么它们的数量积可以表示为:

$$a \cdot b = x1x2 + y1y2$$

数量积具有以下性质:

交换律:

对于任意两个向量 ab,有 a·b = b·a

线性:

对于任意向量 abc,以及任意标量 k,有 a·(b+c) = a·b + a·c

垂直性:

如果两个向量 ab垂直,则它们的数量积为0,即 a⊥b ⇒ a·b = 0

单位向量:

如果向量 a是单位向量(即 |a| = 1),则 a·a = 1

数量积的绝对值:

|a·b| ≤ |a|·|b|,这是由柯西-施瓦茨不等式得出的。

零向量:

零向量与任意向量的数量积为0,即 0·a = 0

数量积在物理学、工程学、计算机科学等领域有广泛应用,例如在计算两个向量的夹角、判断两个向量是否垂直、计算向量的投影长度等方面。