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向量点乘叉乘公式,轻松掌握,计算无忧!

向量点乘(又称内积)和叉乘(又称外积)是向量运算中的两种基本方式,它们在数学、物理和工程等领域有着广泛的应用。点乘和叉乘的定义和性质是理解和应用这些运算的基础。

点乘的定义是:对于两个向量 \(\mathbf{A}\) 和 \(\mathbf{B}\),它们的点乘 \(\mathbf{A} \cdot \mathbf{B}\) 是一个标量,其值等于这两个向量的模长乘积与它们夹角余弦值的乘积。具体公式为:

\[ \mathbf{A} \cdot \mathbf{B} = |\mathbf{A}| |\mathbf{B}| \cos \theta \]

其中,\(|\mathbf{A}|\) 和 \(|\mathbf{B}|\) 分别是向量 \(\mathbf{A}\) 和 \(\mathbf{B}\) 的模长,\(\theta\) 是它们之间的夹角。

点乘的性质包括交换律(\(\mathbf{A} \cdot \mathbf{B} = \mathbf{B} \cdot \mathbf{A}\))、分配律(\(\mathbf{A} \cdot (\mathbf{B} + \mathbf{C}) = \mathbf{A} \cdot \mathbf{B} + \mathbf{A} \cdot \mathbf{C}\))和与标量的乘法关系(\(c(\mathbf{A} \cdot \mathbf{B}) = (c\mathbf{A}) \cdot \mathbf{B} = \mathbf{A} \cdot (c\mathbf{B})\))。

叉乘的定义是:对于两个三维向量 \(\mathbf{A}\) 和 \(\mathbf{B}\),它们的叉乘 \(\mathbf{A} \times \mathbf{B}\) 是一个向量,其模长等于这两个向量的模长乘积与它们夹角正弦值的乘积,方向垂直于这两个向量构成的平面,具体公式为:

\[ \mathbf{A} \times \mathbf{B} = |\mathbf{A}| |\mathbf{B}| \sin \theta \mathbf{n} \]

其中,\(\mathbf{n}\) 是垂直于 \(\mathbf{A}\) 和 \(\mathbf{B}\) 构成的平面的单位向量,方向由右手定则确定。

叉乘的性质包括反交换律(\(\mathbf{A} \times \mathbf{B} = -(\mathbf{B} \times \mathbf{A})\))、分配律(\(\mathbf{A} \times (\mathbf{B} + \mathbf{C}) = \mathbf{A} \times \mathbf{B} + \mathbf{A} \times \mathbf{C}\))和与标量的乘法关系(\(c(\mathbf{A} \times \mathbf{B}) = (c\mathbf{A}) \times \mathbf{B} = \mathbf{A} \times (c\mathbf{B})\))。

通过理解和应用点乘和叉乘的公式和性质,我们可以轻松掌握这两种基本的向量运算,并在实际问题中灵活运用,计算无忧!