矢量(向量)

1、矢量的定义

矢量是一种既有大小又有方向的量,又称为向量。在计算机中,矢量图可以无限放大永不变形 (反正我没看懂)。——百度百科

2、矢量的表示及其相关量的表示

(1)矢量的表示

矢量可以表示为一个小写字母$a$上面一个箭头$\vec{a}$(ps:正确的箭头应该是$\rightharpoonup$这样的,而不是$\rightarrow$的,但$L_{A}T^{E}X$上打不出来)或者一个粗体 A
在$n$维空间内,矢量通常被表示为一个$n$元组$(a_{1},a_{2},\cdots \cdots,a_{n})$

(2)矢量夹角的表示

两个矢量$\vec{a},\vec{b}$的夹角表示为$\langle\vec{a},\vec{b}\rangle$

3、矢量的运算

(1)矢量的模

即矢量的长度,记为$|\vec{a}|$

(2)矢量的加法

满足三角形法则,如图

(3)矢量的减法

满足平行四边形法则,如图
在这里插入图片描述

(4)矢量的点乘

两个矢量的点乘是标量,$(a_{1},a_{2},\cdots\cdots,a_{n})\cdot(b_{1},b_{2},\cdots\cdots,b_{n})\overset{\underset{def}{}}{=}\sum \limits_{i=1}^{n}a_{i}b_{i},\vec{a}\cdot\vec{b}=|\vec{a}||\vec{b}|cos(\langle\vec{a},\vec{b}\rangle)$
这时,我们终于可以给出矢量的模的表达式了$|\vec{a}|\overset{\underset{def}{}}{=}\sqrt{(\vec{a})^2}$
点乘满足交换律和分配律

(5)矢量的叉乘

有$0.999999994538$的概率我们不考虑矢量的叉乘后的结果,我们只考虑矢量的叉乘后矢量的模
$(a_{1},a_{2})\times(b_{1},b_{2})\overset{\underset{def}{}}{=}a_{1}b_{2}-a_{2}b_{1},\vec{a}\times\vec{b}=|\vec{a}||\vec{b}|sin(\langle\vec{a},\vec{b}\rangle)$
矢量的叉乘的本质的有向面积,它的方向满足右手螺旋法则:先把手掌除大拇指以外的$4$个指头展开,指向$\vec{a}$的方向,然后把$4$个指头弯起来,弯的方向由$\vec{a}$转向矢量$\vec{b}$(转的角度须小于$\pi$),此时大拇指立起的方向,就是$\vec{a}\times\vec{b}$的方向。
矢量的叉乘满足逆交换律,即$\vec{a}\times\vec{b}=-\vec{b}\times\vec{a}$

(6)矢量的极角

向量$\vec{a}$的极角$\theta$为$atan2(y,x)$

4、矢量的变换

(1)缩放

$\vec{a}$方向的单位矢量(即长度为1的矢量)为$\frac{\vec{a}}{|a|}$
与$\vec{a}$同向但长度为$l$的矢量为

(2)平移

平移后的矢量和平移前的矢量是同一个向量

(3)旋转

矢量$\vec{a}=(x,y)$逆时针旋转$\theta$,得到的矢量$\vec{a’}=(xcos\theta-ysin\theta,ycos\theta+xsin\theta)$

(4)投影

矢量$\vec{b}$在矢量$\vec{a}$上的投影为$\vec{a}\frac{\vec{a}\cdot\vec{b}}{\vec{a}^2}$

(5)对称

记矢量$\vec{b}$在矢量$\vec{a}$上的投影为$\vec{c}=\vec{a}\frac{\vec{a}\cdot\vec{b}}{\vec{a}^2}$,则矢量$\vec{b}$关于矢量$\vec{a}$的对称为$\vec{b}-2(\vec{b}-\vec{s})=2\vec{a}\frac{\vec{a}\cdot\vec{b}}{\vec{a}^2}=\vec{b}$

喜欢的话,给博主赏一杯冰阔乐吧~


  转载请注明: Maserhe 矢量(向量)

 上一篇
抢车位 抢车位
题目题目描述 很久以前 ,cxm做了一个题,叫“抢车位”,大意是让你调度的汽车 使得每个汽车都有位。AC以后,cxm去实地考察了这个游戏 ,发现最有意思的地方是“以旧换新”:你最多拥有$10$辆汽车, 便宜的汽车换贵只用补差价但是贵的汽车不
2020-06-27
下一篇 
祖玛 祖玛
题目题目描述 祖玛是一款曾经风靡全球的游戏,其玩法是:在一条轨道上初始排列着若干个彩色珠子,其中任意三个相邻的珠子不会完全同色此后,你可以发射珠子到轨道上并加入原有序列中一旦有三个或更多同色的珠子变成相邻,它们就会立即消失这类消除现象可能会
2020-06-22
  目录