使用单位向量分量的点积

利用单位向量分量进行点乘法运算

如果我们知道向量A和B的 x、y 和 z 分量(已知向量),我们可以直接计算标量积。

为了以这种方式进行点积运算,我们首先对单位向量进行点积运算,然后将向量A和B表示为它们的分量,分解乘积并使用单位向量的乘积。

单位向量i、j和k互相垂直,这使得计算更加容易。利用上面推导出的标量乘法方程(AB = AB cos θ),我们得到:

i . i = j . j = k . k = (1)(1) cos 0 = 1

i.j = i.k = j.k = (1)(1) cos 90 ° = 0

现在我们将向量 A 和 B 用它们的分量表示,分解它们的乘积,并使用单位向量的乘积。

A . B = Axi . Bxi + Axi . Byj + Axi . Bzk +

Ayj . Bxi + Ayj . Byj + Ayj . Bzk +

Azk . Bxi + Azk . Byj + Azk . Bzk

A . B = AxBx (i . i) + AxBy (i . j) + Ax Bz (i . k) +

AyBx (j . i) + AyBy (j . j) + AyBz (j . k) +

AzBx (k . i) + AzBy (k . j) + AzBz (k . k)

林嘉欣 i . i = j . j = k . k = 1 和 i . j = i . k = j . k = 0,则:

A . B = AxBx (1)+ AxBy (0)+ Ax Bz (0) +

AyBx (0)+ AyBy (1)+ AyBz (0) +

AzBx (0)+ AzBy (0)+ AzBz (1)

A · B = A × B × (1) + 0 + 0 +

0 + A y B y (1) + 0 +

0 + 0 + A z B z (1)

A . B = AxBx + AyBy + AzBz

根据该计算结果可以得出结论:两个向量的标量积或点积等于它们相同分量的乘积之和。

例题 1:

使用单位向量分量的点积 1大向量 A 担 B 如图所示,这两个角分别为5和4。它们形成的夹角为90度。o数一数 点积 两个向量。

讨论

在计算向量 A 和 B 的点积之前,我们首先需要知道第二个向量的分量。

A x = (5) cos 0 o = (5) (1) = 5

A y = (5) sin 0 o = (5) (0) = 0

A z = 0

B x = (4) cos 90 o = (4) (0) = 0

y = (4) sin 90 o = (4) (1) = 4

B z = 0

向量A仅在 x 轴方向上有分量,向量B仅在 y 轴方向上有分量。由于向量A和B位于 xy 平面内,因此 z 分量为零。

现在我们使用分量向量的点积公式来计算向量A和B的点积:

一种 。 B = Ax Bx + AyBy + AzBz

A . B = (5) (0) + (0) (4) + 0

A. B = 0 + 0 + 0

A. B = 0

让我们把它与第一种方法进行比较。

AB = AB cos θ

AB = (4)(5) cos 90

AB = (4) (5) (0)

AB = 0

结果是一样的。

例题 2:

使用单位向量分量的点积 2大向量 A 担 B 如图所示,x 和 y 分别为 5 和 4。计算: 点积 这两个向量,如果它们形成的夹角为 30 度。o

讨论

在计算向量 A 和 B 的点积之前,我们首先需要知道第二个向量的分量。

使用单位向量分量的点积 3

因为向量A和B位于 xy 平面内,所以 z 分量为零。

现在我们使用分量向量的点积公式来计算向量A和B的点积:

使用单位向量分量的点积 4

与第一种方法进行比较。

使用单位向量分量的点积 5

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