- 标量(Scalar,标量是只有模没有方向的量,即距离)。
- 矢量(Vector,也称为向量,矢量是有模和方向但没有位置的量,即方向加速度)。
- 点(点是没有大小之分的位置)。
1.标量k和矢量v的乘除: 相乘:kv=(k*vx, k*vy, k*vz); 相除:v/k=(vx/k, vy/k, vz/k); 只有矢量可以被标量除,标量不能被矢量除,那样是没有意义的。 |
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2.矢量a和标量b的加减: 相加:a+b=(ax+bx, ay+by, az+bz); 相减:a-b=(ax-bx, ay-by, az-bz); |
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3.矢量的模: 矢量的模是一个标量,可以理解为矢量在空间内的长度。 公式:|v|=√(vx²+vy²+vz²); |
4.单位矢量(矢量归一化) 单位矢量(即模为1的矢量),任何给定的非零矢量转换为单位矢量的过程被称为归一化。 在矢量的头上加一个 ^ 表示单位矢量。 公式:^v = v/|v|,v是任意非零矢量。 |
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5.矢量的点积 dot(a,b) 点积的名称来源于其符号:a·b。 点积的计算结果是一个模。 点积的计算方式有两种: 公式一: a·b = ax*bx + ay*by + az*bz; 公式二: a·b = |a|*|b|*cosΘ; (可推出^a·^b = cosΘ). 点积有很多重要的性质: 性质一:点积可结合标量相乘。如:设k为标量,k(a·b)= a·(kb) = (ka).b; 性质二:点积可以结合矢量的加减法。如:a·(b+c) = a·b + a·c; a·(b-c) = a·b + a·-c; 性质三:矢量自己和自己的点积等于该矢量的模的平方。如:v·v = vxvx + vyvy + vzvz = |v|²; 性质四:两个单位矢量的点积等于他们夹角的余弦值。如 ^a·^b = cosΘ; 性质五:利用性质四可以计算出夹角的度数(当度数为0~180之间)。如:Θ = arcos(^a·^b),其中arcos是反余弦操作。 |
6.矢量的叉积 叉积的名称也来源于其符号:aXb。 与点积不同,叉积的结果是一个矢量。 公式一:aXb = (ax,ay,az)X(bx,by,bz) = (aybz - azby, azbx - axbz, axby - byax); 公式二:|aXb| = |a||b|sinΘ; 【aXb≠bXa,即,叉积不满足交换律;但它满足反交换律 aXb = -(bXa);不满足结合律(aXb)Xc ≠ aX(bXc);】
叉积最常见的用途是: 1)计算垂直于一个平面、三角形、多边形的矢量。 2)判断三角面片的朝向。 |