《向量間的乘積》課件

向量間的乘積REPORTING2023WORKSUMMARY目錄CATALOGUE向量間的乘積的定義向量間的乘積的性質(zhì)向量間的乘積的應(yīng)用向量間的乘積的幾何意義向量間的乘積的運(yùn)算規(guī)則PART01向量間的乘積的定義標(biāo)量與向量的乘積標(biāo)量與向量相乘時(shí)，標(biāo)量會(huì)乘以向量的每一個(gè)分量，結(jié)果仍為一個(gè)向量，其模為原向量模與標(biāo)量的乘積。總結(jié)詞標(biāo)量與向量的乘積是向量的模的縮放。詳細(xì)描述設(shè)標(biāo)量為k，向量$overset{longrightarrow}{a}=(a_1,a_2,...,a_n)$，則標(biāo)量與向量的乘積為$koverset{longrightarrow}{a}=(ka_1,ka_2,...,ka_n)$。其模為$|koverset{longrightarrow}{a}|=|k||overset{longrightarrow}{a}|$。標(biāo)量與向量的乘積兩個(gè)向量的點(diǎn)乘和叉乘。點(diǎn)乘結(jié)果為標(biāo)量，叉乘結(jié)果仍為向量。點(diǎn)乘是標(biāo)量，叉乘是向量。設(shè)向量$overset{longrightarrow}{a}=(a_1,a_2,...,a_n)$和$overset{longrightarrow}=(b_1,b_2,...,b_n)$，則它們的點(diǎn)乘為$overset{longrightarrow}{a}cdotoverset{longrightarrow}=a_1b_1+a_2b_2+...+a_nb_n$，叉乘為$overset{longrightarrow}{a}timesoverset{longrightarrow}$，其結(jié)果仍為一個(gè)向量。向量與向量的乘積總結(jié)詞詳細(xì)描述向量與向量的乘積點(diǎn)乘和叉乘的應(yīng)用01點(diǎn)乘用于判斷兩向量的夾角，叉乘用于旋轉(zhuǎn)向量。總結(jié)詞02點(diǎn)乘判斷夾角，叉乘旋轉(zhuǎn)向量。詳細(xì)描述03點(diǎn)乘的結(jié)果為正時(shí)，兩向量夾角為銳角；結(jié)果為負(fù)時(shí)，夾角為鈍角；結(jié)果為零時(shí)，夾角為直角。叉乘的結(jié)果為一個(gè)旋轉(zhuǎn)向量，可以用于旋轉(zhuǎn)操作。特殊向量間的乘積：點(diǎn)乘和叉乘PART02向量間的乘積的性質(zhì)對(duì)于任意兩個(gè)向量$vec{a}$和$vec$，有$vec{a}cdotvec=veccdotvec{a}$。這意味著向量間的乘積滿足交換律，即向量間的乘積不改變它們的相對(duì)順序。交換律對(duì)于任意三個(gè)向量$vec{a}$、$vec$和$vec{c}$，有$(vec{a}cdotvec)cdotvec{c}=vec{a}cdot(veccdotvec{c})$。這意味著向量間的乘積滿足結(jié)合律，即向量間的乘積滿足括號(hào)的變化規(guī)則。結(jié)合律向量間的乘積滿足交換律和結(jié)合律向量間的乘積不滿足分配律分配律：對(duì)于任意兩個(gè)向量$\vec{a}$、一個(gè)標(biāo)量$k$和一個(gè)向量$\vec$，有$k(\vec{a}\cdot\vec)=(\vec{a}k)\cdot\vec$。然而，向量間的乘積并不滿足這一性質(zhì)，即$k(\vec{a}\cdot\vec)$并不等于$(\vec{a}k)\cdot\vec$。因此，向量間的乘積不滿足分配律。向量間的乘積與向量的模的關(guān)系：設(shè)$\vec{a}$和$\vec$為兩個(gè)非零向量，則有$|\vec{a}\cdot\vec|\leq|\vec{a}|\cdot|\vec|$。這意味著向量間的乘積的模長小于或等于它們的模長的乘積，即向量間的乘積與向量的模之間存在一定的約束關(guān)系。向量間的乘積與向量的模的關(guān)系PART03向量間的乘積的應(yīng)用力矩力矩是力和力臂的乘積，可以用向量間的乘積來表示。在物理學(xué)中，力矩用于描述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的改變，是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量矩的改變的量度。角動(dòng)量角動(dòng)量是質(zhì)量、速度和半徑的乘積，也可以用向量間的乘積來表示。在物理學(xué)中，角動(dòng)量用于描述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特性，是描述物體旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的物理量。在物理學(xué)中的應(yīng)用：力矩和角動(dòng)量在電機(jī)控制中，向量間的乘積被用于描述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場和電流之間的關(guān)系。通過控制電機(jī)的輸入電流的相位和幅值，可以控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和速度。電機(jī)控制在電子學(xué)中，向量間的乘積被用于描述信號(hào)的幅度和相位信息。通過調(diào)制信號(hào)的幅度和相位，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸和接收。電子學(xué)在工程學(xué)中的應(yīng)用：電機(jī)控制和電子學(xué)在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用：向量的外積和混合積向量的外積向量的外積是兩個(gè)向量的叉積，結(jié)果是一個(gè)向量。向量的外積在幾何學(xué)中用于描述旋轉(zhuǎn)和方向，在物理學(xué)中用于描述電磁場和洛倫茲力。混合積混合積是三個(gè)向量的乘積，結(jié)果是一個(gè)標(biāo)量?；旌戏e在幾何學(xué)中用于描述平行六面體的體積，在物理學(xué)中用于描述三重積和場論中的拉普拉斯算子。PART04向量間的乘積的幾何意義03點(diǎn)乘的結(jié)果為0時(shí)，兩向量垂直。01點(diǎn)乘表示兩個(gè)向量的夾角，其值越大，兩向量夾角越小。02點(diǎn)乘的結(jié)果為正時(shí)，兩向量方向相同；結(jié)果為負(fù)時(shí)，方向相反。點(diǎn)乘的幾何意義：角度和方向叉乘產(chǎn)生一個(gè)垂直于原兩向量的新向量，表示旋轉(zhuǎn)的方向。右手定則：右手四指彎曲指向第一個(gè)向量的方向，大拇指所指方向即為叉乘結(jié)果向量的方向。叉乘的結(jié)果向量與原兩向量垂直，且與它們的起點(diǎn)無關(guān)。叉乘的幾何意義：旋轉(zhuǎn)和右手定則向量外積的幾何意義：面積和方向01向量外積表示以原兩向量為鄰邊的平行四邊形的面積。02外積的結(jié)果為正時(shí)，表示逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；結(jié)果為負(fù)時(shí)，表示順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。外積的結(jié)果向量與原兩向量垂直，且與它們的起點(diǎn)無關(guān)。03PART05向量間的乘積的運(yùn)算規(guī)則向量間的乘法的運(yùn)算順序先進(jìn)行數(shù)量積運(yùn)算，再進(jìn)行向量積運(yùn)算，最后進(jìn)行混合積運(yùn)算。在進(jìn)行向量間的乘法時(shí)，必須按照規(guī)定的運(yùn)算順序進(jìn)行，不能隨意改變運(yùn)算順序。VS向量間的乘法滿足結(jié)合律，即對(duì)于任意三個(gè)向量$mathbf{A},mathbf{B},mathbf{C}$，有$(mathbf{A}timesmathbf{B})timesmathbf{C}=mathbf{A}times(mathbf{B}timesmathbf{C})$。交換律向量間的乘法不滿足交換律，即$mathbf{A}timesmathbf{B}neqmathbf{B}timesmathbf{A}$，除非兩向量共線。結(jié)合律向量間的乘法的運(yùn)算律向量間的乘法的運(yùn)算性質(zhì)向量間的乘法滿足消去