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關于向量的點積和叉乘

點乘:

在數學中,數量積(dot product; scalar product,也稱為點積)是接受在實數R上的兩個向量并傳回一個實數值标量的二進制運算。它是歐幾裡得空間的标準内積。

定義:

關于向量的點積和叉乘

點乘的值:

u的大小、v的大小、u,v夾角的餘弦。在u,v非零的前提下,點積如果為負,則u,v形成的角大于90度;如果為零,那麼u,v垂直;如果為正,那麼u,v形成的角為銳角。

兩個機關向量的點積得到兩個向量的夾角的cos值,通過它可以知道兩個向量的相似性,利用點積可判斷一個多邊形是否面向錄影機還是背向錄影機。

向量的點積與它們夾角的餘弦成正比,是以在聚光燈的效果計算中,可以根據點積來得到光照效果,如果點積越大,說明夾角越小,則實體離光照的軸線越近,光照越強。

運算律:

關于向量的點積和叉乘
關于向量的點積和叉乘

叉乘:

向量積,數學中又稱外積、叉積,實體中稱矢積、叉乘,是一種在向量空間中向量的二進制運算。與點積不同,它的運算結果是一個向量而不是一個标量。并且兩個向量的叉積與這兩個向量的和垂直。

關于向量的點積和叉乘

性質:

幾何意義 :(y is positive, b->a shun shi zhen < 180.....y is negative, b->a shun shi zhen > 180.)

叉積的長度 |a×b| 可以解釋成以a和b為鄰邊的平行四邊形的面積。

混合積 [a b c] = (a×b)·c可以得到以a,b,c為棱的平行六面體的體積。

代數規則 : 

反交換律:

a×b= -b×a

加法的配置設定律:

a× (b+c) =a×b+a×c

與标量乘法相容:

(ra) ×b=a× (rb) = r(a×b)

不滿足結合律,但滿足雅可比恒等式:

a× (b×c) +b× (c×a) +c× (a×b) =0

配置設定律,線性性和雅可比恒等式别表明:具有向量加法和叉積的 R3 構成了一個李代數。

兩個非零向量 a 和b 平行,當且僅當a×b=0

拉格朗日公式

這是一個著名的公式,而且非常有用:

a× (b×c) =b(a·c) -c(a·b),

應用:

求解光照的核心在于求出物體表面法線,而叉積運算保證了隻要已知物體表面的兩個非平行矢量(或者不在同一直線的三個點),就可依靠叉積求得法線。