1.零向量
加性單位元:滿足y+x=y
n維向量集合的加性單位元就是n維零向量
運算法則:例如3d零向量表示為:[0,0,0]
幾何解釋:沒有位移
2.負向量
運算法則:
每個分量都變負
數學表達:
幾何解釋:
向量變負,將得到一個和原來向量大小相等,方向相反的向量。
3.向量的大小(長度和模)
運算法則:
n維向量大小計算公式為
幾何解釋:
2d中任意向量v能構造一個以v為斜邊的直角三角形如下圖所示
4.標量與向量乘法
運算法則:
幾何解釋:
效果是以因子|k|縮放向量的長度,例如想讓向量長度增加倍,應使向量乘以2
標准化向量
運算法則:
向量除以它的大小(模)即可。
幾何解釋:
向量的加法和減法
運算法則:
加法
減法解釋為加負向量
幾何解釋:
向量a+b解釋為:使a的頭連接b的尾,接着從a的尾向b的頭畫一個向量。這就是向量加法的“三角形法則”
三角形法擴展到多個向量
一個點到另一個點的向量
計算一個點到另一個點的位移是一種非常普遍的要示,可以使用三角形法則和向量減法來解釋這個問題。
距離公式:
說明:等於一個點到另一個點的向量的長度。
運算法則:
先求兩點構成的向量d
再計算d的模
||d||
向量點乘
運算法則:
幾何解釋:
點乘結果描述了兩個向量的“相似”程序,點乘結果越大,兩向量越相近。
點乘等於向量大小與向量加角的cos值的積
解得:
如果a,b是單位向量就可能避免上述公式中的余法運算
如果不需要夾角的確切值只需要a和b的夾角類型,可以取用點乘結果的符號,如下圖所示
向量投影
我們用點乘計算投影,下圖給出和幾何解釋
當然,如果n是單位向量,除法就不必要了
向量叉乘
運算法則:
幾何解釋:
叉乘得到的向量垂直與原來兩個向量
圖中,向量a和b在一個平面中。向量a * b 指向該平面的正上方,垂直於a和b