向量
有大小,有方向的量,记为a⃗\vec{a}a
基本运算
向量的加法
首尾相连法则(当然还有其他名字:平行四边形法则、三角形法则)
如图a⃗+b⃗\vec{a}+\vec{b}a+b就相当于将b⃗\vec{b}b的起点平移到a⃗\vec{a}a的终点(a⃗、b⃗\vec{a}、\vec{b}a、b以原点为起点),得到b′⃗\vec{b'}b′,就如下图:
a⃗+b⃗=c⃗\vec{a}+\vec{b}=\vec{c}a+b=c,因为它们作用效果一样,这就是首尾相连法则,即由a⃗\vec{a}a的起点,到b′⃗\vec{b'}b′的终点。
向量的积
数量积
即一个向量与一个标量相乘,即数乘。
如下图:
代数表示为:λa⃗\lambda\vec{a}λa
内积
两个向量点乘,代数表示为:a⃗⋅b⃗=∣a⃗∣∣b⃗∣cosθ\vec{a}\cdot \vec{b}=\mid\vec{a}\mid\mid\vec{b}\mid cos\thetaa⋅b=∣a∣∣b∣cosθ
意义为:a⃗\vec{a}a的大小与b⃗\vec{b}b在a⃗\vec{a}a上的投影的大小的乘积
乘积为标量。
若a⃗\vec{a}a为(x1,y1)(x_1,y_1)(x1,y1),b⃗\vec{b}b为(x2,y2)(x_2,y_2)(x2,y2)
则a⃗⋅b⃗=x1∗x2+y1∗y2\vec{a}\cdot \vec{b}=x_1*x_2+y_1*y_2a⋅b=x1∗x2+y1∗y2
具体证明略,详见606060课时学高中数学。
外积
两个向量叉乘为外积,外积是一个向量。
a⃗×b⃗=∣a⃗∣∣b⃗∣sinθ=x1∗y2−x2∗y1\vec{a}\times\vec{b}=\mid\vec{a}\mid\mid\vec{b}\mid sin\theta=x_1*y_2-x_2*y_1a×b=∣a∣∣b∣sinθ=x1∗y2−x2∗y1
其中θ\thetaθ表示a⃗\vec{a}a沿着逆时针方向旋转到b⃗\vec{b}b的度数。
这里其实有点问题,外积是一个向量,但运算结果是一个标量(我解决不了),但是在计算几何中,用到的往往是关于与向量类似的运算,所以理解就好了。在做题中,我们仅仅只是用(伪外积)去求一个线段到另外一个线段,是如何旋转(度数严格小于180°180°180°),从而确定线段是顺时针还是逆时针旋转,或者用来去掉重复的面积的。
这点应该要清楚理解。
而不是
∣a⃗×b⃗∣=∣a⃗∣∣b⃗∣sinθ=x1∗y2−x2∗y1\mid\vec{a}\times\vec{b}\mid=\mid\vec{a}\mid\mid\vec{b}\mid sin\theta=x_1*y_2-x_2*y_1∣a×b∣=∣a∣∣b∣sinθ=x1∗y2−x2∗y1
其中θ\thetaθ表示a⃗\vec{a}a与b⃗\vec{b}b的夹角(0≤θ≤180°0\le\theta\le 180°0≤θ≤180°)度数。
证明不知道。