【线性代数的本质】点积、叉积

前言

回首大学阶段学习,我学习线性代数更多的是在数值计算上,在几何上的理解较少。线性代数的学习要有几何上的直观理解作为基础,否则在研究领域上专研时会捉襟见肘

点积定义

点积在数学中,又称数量积(dot product; scalar product),是指接受在实数R上的两个向量并返回一个实数值标量的二元运算。它是欧几里得空间的标准内积。 [1]

两个向量a = [a1, a2,…, an]和b = [b1, b2,…, bn]的点积定义为:

a·b=a1b1+a2b2+……+anbn。

余弦定理(百度百科)

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,它们的终点分别为

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,原点为O,

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夹角为

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。则

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在△OAB中,由余弦定理得:

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利用距离公式对这个等式稍作处理,得

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去括号、合并得

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线性变换

方向垂直:

叉积定义

向量积,数学中又称外积、叉积,物理中称矢积、叉乘,是一种在向量空间中向量的二元运算。与点积不同,它的运算结果是一个向量而不是一个标量。并且两个向量的叉积与这两个向量和垂直。其应用也十分广泛,通常应用于物理学光学和计算机图形学中。

叉积方向

假如向量v的长度是2,方向指向Z轴正方向,向量w的长度是2,方向指向Y轴正方向

根据右手定则

总结

点积:通过余弦定理,从几何直观上,向量的点积的值等于|a||b|cos 的值,

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从矩阵变换角度,点积可以看成将向量投影到一维数轴上的投影长度

叉积:两个向量的叉积结果是一个向量,且与这两个向量和垂直。

视频:线性代数的本质