向量點乘(內積)和叉乘(外積、向量積)概念


參考:

1. https://blog.csdn.net/dcrmg/article/details/52416832

2. https://www.zhihu.com/question/21080171

 

點乘,也叫數量積。結果是一個向量在另一個向量方向上投影的長度,是一個標量。
叉乘,也叫向量積。結果是一個和已有兩個向量都垂直的向量。

 

 

 

向量是由n個實數組成的一個n行1列(n*1)或一個1行n列(1*n)的有序數組;

向量的點乘,也叫向量的內積、數量積,對兩個向量執行點乘運算,就是對這兩個向量對應位一一相乘之后求和的操作,點乘的結果是一個標量。

點乘公式

 

  對於向量a和向量b:   

 

                                                   

a和b的點積公式為:

 

 

 

要求一維向量a和向量b的行列數相同。

點乘幾何意義

點乘的幾何意義是可以用來表征或計算兩個向量之間的夾角,以及在b向量在a向量方向上的投影,有公式:

 

 

推導過程如下,首先看一下向量組成:

 

 

 

定義向量:

 

 

 

 

向量a,b的長度都是可以計算的已知量,從而有a和b間的夾角θ:

 

 

根據這個公式就可以計算向量a和向量b之間的夾角。從而就可以進一步判斷這兩個向量是否是同一方向,是否正交(也就是垂直)等方向關系,具體對應關系為:

     a·b>0    方向基本相同,夾角在0°到90°之間      a·b=0    正交,相互垂直       a·b<0    方向基本相反,夾角在90°到180°之間

叉乘公式

兩個向量的叉乘,又叫向量積、外積、叉積,叉乘的運算結果是一個向量而不是一個標量。並且兩個向量的叉積與這兩個向量組成的坐標平面垂直。

 

 

 

其中:

 

 

叉乘幾何意義

在三維幾何中,向量a和向量b的叉乘結果是一個向量,更為熟知的叫法是法向量,該向量垂直於a和b向量構成的平面。

在3D圖像學中,叉乘的概念非常有用,可以通過兩個向量的叉乘,生成第三個垂直於a,b的法向量,從而構建X、Y、Z坐標系。如下圖所示:

 

 

 

 

 

在二維空間中,叉乘還有另外一個幾何意義就是:aXb等於由向量a和向量b構成的平行四邊形的面積。 ———————————————— 版權聲明:本文為CSDN博主「-牧野-」的原創文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版權協議,轉載請附上原文出處鏈接及本聲明。 原文鏈接:https://blog.csdn.net/dcrmg/article/details/52416832

 

補充兩個向量的作用:

 點乘,也叫數量積。結果是一個向量在另一個向量方向上投影的長度,是一個標量。
叉乘,也叫向量積。結果是一個和已有兩個向量都垂直的向量。

 


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