点积

向量(dot product),或称(inner product),定义为:

点积还可以称为或者,这是因为两个向量通过点积运算之后的结果是数量(标量)。

没有定义角度和长度,有了点积之后就可以定义角度和长度,从而得到:

1 长度和角度

向量的长度和角度:

的长度:

的夹角:

可以通过点积来计算:
  • 长度
  • 角度

要注意一点,向量的坐标必须在下。

在自然基下,两个互相垂直的向量坐标如下:

根据点积容易算出两者夹角为:

在非自然基下,向量的坐标为:

如果依然用点积计算两者的,就会得到错误的结果:

还有一点需要解释下,向量的长度用来表示,出于两点考虑:

  • 左右各两根竖线,这样可以和实数的绝对值相区别
  • 学到矩阵的时候,会知道表示的是矩阵的行列式,这是一个可正可负的实数,而长度为非负数,所以用来和行列式进行区别
2 点积的投影公式

根据点积与长度、角度的关系,点积也常常写作:

其中可以看作上的投影:

所以这种写法也常称为点积的投影公式

3 点积的运算性质

点积具有以下运算性质:

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