• 向量点积与叉积


    1 向量点积

        向量点积度量两向量的相似度,可以分别从直角坐标与极坐标角度进行理解。

        向量  点积可被分解为两个方向的乘积之和,如下图:

        

         通俗的说,假如 x 方向表示苹果,y 方向表示橙子, 表示有  个苹果, 个橙子,对苹果乘以 ,对橙子乘以 ,最终得到  个水果;

         从极坐标角度来看,表示一个方向上能量被增强了多少,如下图:

          

         不管从直角坐标角度还是从极坐标角度,都有以下结论:

          1)当两向量同向时,点积值最大;

          2)当两向量反向时,点积值最小;

          3)当两向量垂直式,点积为零;

          以上分别从直角坐标与极坐标角度讨论了两向量的相似度,那么以上两种表示得到的结果是一致的吗?下面给出讨论:

          

          如上图所示,由于向量 b 与向量 e 正交,有 ,可求解 

          带入向量 p 得 

          因此,两种表示得到相同的结果。

    2 向量叉积

        与向量点积相反,向量叉积度量两向量的差异性,数值  表示两向量的差异性。

        1)当两向量同向时,数值  为零,两向量差异为零;

         2)当两向量反向时,数值  为零,两向量差异为零;

         3)当两向量垂直式,数值  最大,两向量差异最大;

               如两向量的构成平行四边形的面积等于 ,当两向量正交时,构成平行四边形面积最大。

         以上讨论中,情形 1)与 2)产生的同样的结果,表明一个固定向量可以与两个不同向量产生相同叉积,这两个不同向量与固定向量的夹角为互补关系。

         在点积情形中,不存在如此情况。

         仅使用数值表示两向量的差异性,其携带的信息量仍然不够。

        考虑X,Y,Z 轴上单位向量 (x,y,z), x 与 y 的差异性为 1,x 与 z 的差异性也为 1,使用方向信息可区分两种不同差异。

        定义x 与 y 的差异方向为同时垂直于 x 与 y,即 z;同理,x 与 z 的差异方向同时垂直于 x 与 z;

        使用右手系统,使用 xyzxyz 模式可给出坐标轴上向量叉积的方向:

        xy -> z,yz ->x,zx -> y;

        到此,两向量叉积方向被定义同时垂直于两向量,其数值表示两向量的差异性;

        由于任意向量可表示为基向量的线性组合,下面给出任意两向量的叉积推导:

        

        

         

         

         使用行列式可将向量叉积表示为:

         

        参考资料 https://betterexplained.com/articles/vector-calculus-understanding-the-dot-product/

                       https://betterexplained.com/articles/cross-product/?tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg

  • 相关阅读:
    JavaScript Json对象和Json对象字符串的关系 jsonObj<->JsonString
    VS2012 MVC4 学习笔记-概览
    java中运算符的解析和计算
    Python基本数据类型之tuple
    Python基本数据类型之list
    Python基本数据类型之str
    Python基本数据类型之int
    range和xrange梳理
    python编码
    ubuntu下的ssh
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/luofeiju/p/13667907.html
Copyright © 2020-2023  润新知