1、外積(差乘)
定義:向量a與b的外積a×b是一個向量,其長度等於|a×b| = |a||b|sin∠(a,b),其方向正交於a與b。並且,(a,b,a×b)構成右手系。
特別地,0×a = a×0 = 0.此外,對任意向量a,a×a=0
P=(x1,y1) Q=(x2,y2)
PxQ = x1y2-x2y1
例子:a=(1,2,0) b=(3,40) i=(1,0,0) j=(0,1,0) k=(0,0,1)
axb = =(2*0-0*4)i-(1*0-0*3)j+(1*4-2*3)k=(0,0,-2)
幾何意義:
在三維幾何中,向量a和向量b的外積結果是一個向量,有個更通俗易懂的叫法是法向量,該向量垂直於a和b向量構成的平面。
在二維空間中,外積還有另外一個幾何意義就是:|a×b|在數值上等於由向量a和向量b構成的平行四邊形的面積。
若P×Q > 0 , 則P在Q的順時針方向;
若P×Q < 0 , 則P在Q的逆時針方向;
若P×Q = 0 , P與Q共線,可能是同向也可能是反向;
性質:
a × b = -b × a. (反稱性)
(λa + μb) × c = λ(a ×c) + μ(b ×c). (線性)
2、內積(點乘)
定義:兩個向量a與b的內積爲 a·b = |a||b|cos∠(a, b),特別地,0·a =a·0 = 0;若a,b是非零向量,則a與b****正交的充要條件是a·b = 0。注意:點乘的結果是一個標量(數量而不是向量)
幾何意義:
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
性質:
- a^2 ≥ 0;當a^2 = 0時,必有a = 0. (正定性)
- a·b = b·a. (對稱性)
- (λa + μb)·c = λa·c + μb·c,對任意實數λ, μ成立. (線性)
- cos∠(a,b) =a·b/(|a||b|).
- |a·b| ≤ |a||b|,等號只在a與b共線時成立