数学向量公式

时间:2025-02-15 13:42:54 单机游戏

数学向量公式主要包括以下内容:

向量的加法

交换律:$\mathbf{a} + \mathbf{b} = \mathbf{b} + \mathbf{a}$

结合律:$(\mathbf{a} + \mathbf{b}) + \mathbf{c} = \mathbf{a} + (\mathbf{b} + \mathbf{c})$

坐标运算:如果 $\mathbf{a} = (x_1, y_1)$ 和 $\mathbf{b} = (x_2, y_2)$,则 $\mathbf{a} + \mathbf{b} = (x_1 + x_2, y_1 + y_2)$

向量的减法

坐标运算:如果 $\mathbf{a} = (x_1, y_1)$ 和 $\mathbf{b} = (x_2, y_2)$,则 $\mathbf{a} - \mathbf{b} = (x_1 - x_2, y_1 - y_2)$

三角形法则:$\mathbf{AB} - \mathbf{AC} = \mathbf{CB}$

数乘向量

定义:实数 $\lambda$ 与向量 $\mathbf{a}$ 的乘积是一个向量,记作 $\lambda \mathbf{a}$,且 $|\lambda \mathbf{a}| = |\lambda| \cdot |\mathbf{a}|$

方向:当 $\lambda > 0$ 时,$\lambda \mathbf{a}$ 的方向与 $\mathbf{a}$ 相同;当 $\lambda < 0$ 时,$\lambda \mathbf{a}$ 的方向与 $\mathbf{a}$ 相反;当 $\lambda = 0$ 时,$\lambda \mathbf{a} = \mathbf{0}$,方向任意

坐标运算:如果 $\mathbf{a} = (x, y)$,则 $\lambda \mathbf{a} = (\lambda x, \lambda y)$

向量的数量积(点积)

定义:已知两个非零向量 $\mathbf{a}$ 和 $\mathbf{b}$,作 $\mathbf{OA} = \mathbf{a}$,$\mathbf{OB} = \mathbf{b}$,则角 $\angle AOB$ 称作向量 $\mathbf{a}$ 和 $\mathbf{b}$ 的夹角,记作 $\langle \mathbf{a}, \mathbf{b} \rangle$。数量积是一个数量,记作 $\mathbf{a} \cdot \mathbf{b}$

公式:$\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = |\mathbf{a}| \cdot |\mathbf{b}| \cdot \cos \langle \mathbf{a}, \mathbf{b} \rangle$

坐标运算:如果 $\mathbf{a} = (x_1, y_1)$ 和 $\mathbf{b} = (x_2, y_2)$,则 $\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = x_1 x_2 + y_1 y_2$

向量的向量积(叉积)

定义:两个向量 $\mathbf{a}$ 和 $\mathbf{b}$ 的向量积(外积、叉积)是一个向量,记作 $\mathbf{a} \times \mathbf{b}$

:$|\mathbf{a} \times \mathbf{b}| = |\mathbf{a}| \cdot |\mathbf{b}| \cdot \sin \langle \mathbf{a}, \mathbf{b} \rangle$

方向:垂直于 $\mathbf{a}$ 和 $\mathbf{b}$,且 $\mathbf{a}$,$\mathbf{b}$ 和 $\mathbf{a} \times \mathbf{b}$ 按这个次序构成右手系

坐标运算:如果 $\mathbf{a} = (x_1, y_1, z_1)$ 和 $\mathbf{b} = (x_2, y_2, z_2)$,则 $\mathbf{a} \times \mathbf{b} = (y_1 z_2 - y_2 z_1, z_1 x_2 - z_2 x_1, x_1 y_2 - x_2 y_1)$

向量的模

定义:向量 $\mathbf{a}$ 的模记作 $|\mathbf{a}|$,且 $|\mathbf{a}| = \sqrt{x_1^2 + y_