向量运算

原文

第1节:零向量

1.零向量的概念

 对于任意向量x,都有x+y=x,则x被称为零向量。例如,3D零向量为[0 0 0]。零向量非常特殊,因为它是唯一大小为零的向量,并且唯一一个没有方向的向量。

第2节:负向量

1.负向量的概念

 对于向量x,如果x+(-x)=0,则-x就是负向量。

2.负向量的运算法则

 将此法则应用到2D,3D,4D中,则

 -[x y] = [-x -y]

 -[x y z] = [-x -y -z]

 -[w x y z] = [-w -x -y -z]

3.负向量的几何解释

 向量为负表示将得到一个和原向量大小相等,方向相反的向量。

第3节:向量的模

1.向量的模的概念

 所谓的向量的模就是指向量的大小或者说长度。

2.向量的模的运算法则

 在线性代数中,向量的模通常用在向量两边各加两条竖线的方式表示,如||v||,表示向量v的模。向量的模的计算公式如下:

 对于2D,3D向量的如下

第4节:标量与向量的运算

1.运算法则

 虽然标量与向量不能相加减,但是可以相乘,至于标量与向量的除法可以看做乘以倒数。

 对于2D,3D向量的如下

2.几何解释

 向量乘以标量或者除以标量,相当于以因子k来缩放向量的长度。

第5节:标准化向量

1.标准化向量的概念

 所谓的标准化向量就是单位向量,就是向量的长度为1的向量。有时候也称作为法线。

2.运算法则

 对于任意非零向量v,都能计算出一个和v方向相同的单位向量n,这个过程被称作为向量的“标准化”,要标准化向量,将向量除以它的大小(模)即可。

第6节:向量的加法和减法

1.向量的加法和减法的前提

 如果两个向量的维数相同,那么他们能够相加减,运算结果的向量的维数和原向量相同。

2.运算法则

 向量的加法等于两个向量的分量相加,向量的减法相当于加上一个负向量。

3.几何解释

 向量的加法和减法引导出了三角形法则,即将向量的首尾相连就会得到加法的结果,如下

第7节:距离公式

1.距离公式的推导

 通过上面的三角形原则,我们可以发现,通过两个向量的加减可以得到第三个向量,我们将这个过程逆置,如果知道了两点的距离,如何求出其距离,我们可以利用向量的减法实现。

2.运算公式

 在3D中,已知两点a,b,求两点之间的距离d?我们可以将a,b两点看做向量,然后b-a就是向量d,然后我们再计算向量d的模就是两点间的距离

 求出向量d后,再求d的模就是两点的距离

第8节:向量的点乘

1.基本概念

 标量可以和向量相乘,向量也可以和向量向量相乘,这就叫点乘,也叫做内积。标量与向量相乘不可以写点,向量与向量相乘必须要写点,向量的点乘优先级高于向量的加减法。注意:向量点乘后的结果是标量

2.运算法则

 注意:向量点乘后的结果是标量,不再是向量。

 应用到2D,3D中为

a·b = axbx?+?ayby

a·b = axbx?+?ayby+?azbz

3.几何解释

 向量的点乘描述的是两个向量的相似程度,即两个向量之间的夹角的大小

 向量的点乘的集合运算法如下,向量的点乘结果与cos函数有关,当两个向量垂直时,向量的点乘结果为0

第9节:向量的投影

1.基本概念

 给定两个向量v和n,能将v分解成两个分量,一个是垂直于向量n,一个平行于向量n,平行于向量n的向量我们称为在向量n上的投影。

2.投影的求解

 因为向量n平行于投影向量,所以可以求出向量n的单位向量再乘以投影的模,就可以得到投影向量,如下

 我们接下来求投影的模即可,我们可以根据三角函数的余弦公式来求出投影的模

 代入投影的模就可以求出投影向量

3.垂直向量的求解

 根据三角形法则,可以轻易求出垂直的向量

第10节:向量的叉乘

1.基本概念

 两个向量的叉乘得到是向量,且这个向量垂直于原来的两个向量。向量的叉乘只可以运用在3D向量中。

2.数学运算公式

3.几何运算公式

 向量叉乘的结果向量的长度与两个向量的夹角有关,且成正弦函数关系,如果向量a和b是平行关系,则叉乘的结果为0,因为sin0为0

4.向量叉乘方向的判断

 向量的叉乘是通过右手定则来判断结果向量的方向的。伸出右手,四指弯曲符合向量叉乘的顺序,那么大拇指就是叉乘后结果向量的方向。如下图axb,右手四指弯曲方向从a到b,大拇指方向向上就是叉乘结果向量的方向。

向量的加减法运算法则可以简单总结为平行四边形法则和三角形法则。

1、平行四边形法则:对于两个向量和,如果它们在同一个方向上,那么它们的和就是它们模长相加;如果它们在相反的方向上,那么它们的和就是它们模相减。

2、三角形法则:对于两个向量和,它们的和可以表示为两个向量的起点所构成的向量。

向量的加减法满足交换律和结合律,即和是等价的,和也是等价的,而且和也是等价的。向量的加减法不满足分配律,即和不一定等于和的和。

向量的加减法结果是有方向的,即如果和在同一个方向上,它们的和是两个模长相加;如果它们在相反的方向上,它们的和是两个模相减。向量的加减法结果可以表示为两个向量的起点所构成的向量,即。这个法则可以用于求解两个向量的和。

学习向量的加减法,可以遵循以下技巧:

1、理解向量概念:向量是有方向和大小的几何对象,可以用于描述物理量和几何量。掌握向量的定义和基本性质是学习向量加减法的基础。

2、掌握向量表示:向量的表示方法有两种,一种是代数形式,一种是几何形式。在代数形式中,向量用坐标系中的坐标表示,通过加减坐标可以实现向量的加减。在几何形式中,向量用有向线段表示,线段的长度和方向分别对应向量的模长和方向。

3、熟悉向量加减法法则:向量的加减法满足交换律和结合律,不满足分配律。掌握这些法则可以更好地进行向量加减法的计算。

4、掌握向量加减法运算律:向量加减法的运算律包括加法交换律、加法结合律、数乘结合律、加法与数乘的分配律等。掌握这些运算律可以推导出很多有用的结论,简化计算。

5、实践向量加减法:通过大量的练习和实践,熟练掌握向量的加减法,达到熟练应用的水平。可以做一些有针对性的练习题,例如利用向量加减法解决平面几何、力学、电学等方面的问题。

本文来自作者[凝莲]投稿,不代表鸡脖创新立场,如若转载,请注明出处:https://jcjybjb.com/jb/2046.html

(11)

文章推荐

  • 小学生科学常识 小学生的 简单点

    2.被蚊子咬可以用肥皂水涂在上面,可以止痒.因为被蚊子咬的地方,蚊子会在那裏吐一种酸.而肥皂水是碱性的.所以酸碱结合.1.为甚么星星会一闪一闪的?我们看到星闪闪,这不是因为星星本身的光度出现变化,而是与大气的遮挡有关。大气隔在我们与星星之间,当星光通过大气层时,会受到大气的密度和厚薄影响。大气不

    2025年09月27日
    18
  • 0-3岁早期教育的方式

    0-3岁早期教育的方式 0-3岁早期教育的方式,孩子最开心的事情莫过于得到父母的认可,成长是甜蜜和困难交织的过程,孩子正处于身心发展的关键阶段,以下分享早期教育0-3岁早期教育的方式。0-3岁早期教育的方式1 0~6个月 宝宝在初生的几个月里开始学习适

    2025年09月28日
    9
  • 李淳风的历史贡献

    李淳风在数学方面的主要贡献,是编定和注释著名的十部算经。这十部算经后被用作唐代国子监算学馆的数学教材。《隋书·百官志》记载:“国子寺祭酒,统国子、太学、四门、书(学)、算学,各置博士,助教、学生等员。”这是国家专门数学教育的开始,唐代在隋的基础上继续举办数学教育,并以算取士。显庆元年(656)于国

    2025年10月20日
    10
  • 幼儿园开学第一课安全教育教案

    幼儿园开学第一课安全教育教案(五篇)生活虽然美好,但是必须注意安全,鲜花是美丽的,生活也是美好的。我们要注意我们的安全,才能有美好的明天。下面我为大家整理了幼儿园开学第一课安全教育教案,希望大家喜欢!幼儿园开学第一课安全教育教案篇1活动目的:1、知道各种交通

    2025年10月21日
    13
  • 翘首的拼音是什么

    翘首的拼音是qiáoshǒu。翘首读音qiáoshǒu基本解释抬头。详细解释抬头而望。多以喻盼望或思念之殷切。出处三国魏阮籍《奏记诣蒋公》:“羣英翘首,俊贤抗足。”例句唐韩愈《贺皇帝即位表》:“天下翘首,以望太平。”明无名氏《鸣凤记·桑林奇遇》:“天涯翘首,断云衰草在何方,安得同归返故乡?”《

    2025年10月28日
    10
  • 教程开挂辅助“怎么让系统给你发好牌”2025新版本软件

    无需打开直接搜索微信:本司针对手游进行,选择我们的四大理由:1、软件助手是一款功能更加强大的软件!无需打开直接搜索微信:2、自动连接,用户只要开启软件,就会全程后台自动连接程序,无需用户时时盯着软件。3、安全保障,使用这款软件的用户可以非常安心,绝对没有被封的危险存

    2025年11月01日
    19
  • 实测教程”中至麻将插件购买”附开挂脚本详细步骤

    无需打开直接搜索微信:本司针对手游进行,选择我们的四大理由:1、软件助手是一款功能更加强大的软件!无需打开直接搜索微信:2、自动连接,用户只要开启软件,就会全程后台自动连接程序,无需用户时时盯着软件。3、安全保障,使用这款软件的用户可以非常安心,绝对没有被封的危险存

    2025年11月01日
    11
  • 分享干货“雀神麻将小程序开挂器”(详细透视教程)-知乎

    无需打开直接搜索微信:本司针对手游进行,选择我们的四大理由:1、软件助手是一款功能更加强大的软件!无需打开直接搜索微信:2、自动连接,用户只要开启软件,就会全程后台自动连接程序,无需用户时时盯着软件。3、安全保障,使用这款软件的用户可以非常安心,绝对没有被封的危险存

    2025年11月01日
    9
  • 教程开挂辅助“微乐捉鸡麻将开挂下载安装手机版”分享用挂教程

    无需打开直接搜索微信:本司针对手游进行,选择我们的四大理由:1、软件助手是一款功能更加强大的软件!无需打开直接搜索微信:2、自动连接,用户只要开启软件,就会全程后台自动连接程序,无需用户时时盯着软件。3、安全保障,使用这款软件的用户可以非常安心,绝对没有被封的危险存

    2025年11月02日
    11
  • 教程解析“手机麻将开挂免费软件下载安装”其实确实有挂

    您好:微乐海南麻将开挂免费下载安装这款游戏是可以开挂的,软件加微信【添加图中微信】确实是有挂的,很多玩家在这款游戏中打牌都会发现很多用户的牌特别好,总是好牌,而且好像能看到其他人的牌一样。所以很多小伙伴就怀疑这款游戏是不是有挂,实际上这款游戏确实是有挂的,添加客服微信【添加图中微信】安装软件.1

    2025年11月05日
    13

发表回复

本站作者后才能评论

评论列表(4条)

  • 凝莲
    凝莲 2025年08月24日

    我是鸡脖创新的签约作者“凝莲”!

  • 凝莲
    凝莲 2025年08月24日

    希望本篇文章《向量运算》能对你有所帮助!

  • 凝莲
    凝莲 2025年08月24日

    本站[鸡脖创新]内容主要涵盖:生活百科,小常识,生活小窍门,知识分享

  • 凝莲
    凝莲 2025年08月24日

    本文概览:原文 第1节:零向量 1.零向量的概念 对于任意向量x,都有x+y=x,则x被称为零向量。例如,3D零向量为[0 0 0]。零向量非常特殊,因为它是唯一大小为零的向量,并且唯...

    联系我们

    邮件:鸡脖创新@sina.com

    工作时间:周一至周五,9:30-18:30,节假日休息

    关注我们