向量

近期时间,笔者在看书时发现很多地方用到矩阵,涉及到二维,三维坐标的变换。笔者那叫一个蒙蔽,这不是高中所学的知识嘛。这么多年了。早就忘的一干二净.......这可不行。笔者赶紧找资料,把资料看了几遍。记录下来。方便以后回顾与查看。也请各位大佬拍板!感谢。

一、向量和标量

向量:指具有大小(magnitude)和方向的量。它可以形象化地表示为带箭头的线段。箭头所指:代表向量的方向;线段长度:代表向量的大小(也叫向量的模)

标量(scalar):亦称“无向量只具有数值大小,而没有方向,部分有正负之分。

二、向量的形式

向量定义的二个要素——大小和方向。有时候需要引用到向量的头和尾。箭头是向量的末端(结束),箭尾是向量的“开始”


向量.png
2.1 向量的表达

向量中的数表达了向量在每个维度上的有向位移

下图是2D向量列出的x坐标方向和y坐标方向的位移
向量的表达.png
2.2 向量和点的关系

向量能够用来描述位移,当然也包括相对位置。点用来描述位置。这里的位置都是相对的。这是相对于在同一个坐标系中。不能够绝对来说。


点和向量的关系.png

正如你所看到的,从原点开始,按[x,y]所位置移动,总是会达到点(x,y)所达到的位置。

三、向量的运算

零向量在这里是一种特殊的向量。在这里不做特别的解释。零向量也是唯一一个没有方向的向量

3.1 运算法则

要的到一个向量的负向量。只需要在向量的每个分量都变成负数即可
解释:向量为负,将得到一个和原向量大小相同,方向相反的向量

3.2 向量的大小

向量的大小也常称作向量的长度或模
在线性代数中,向量的大小用向量耳边加双竖线表示,这和标量的“绝对值”类似。这种记法和n维向量大小的计算公式如下


向量计算.png

在这里如果有小伙伴不好理解,就把它想象成2D向量。是不是发现这就是学过的勾股定理。是的。就是这个。笔者就是这样理解。哈哈哈.......

3.3 标量和向量的乘法

虽然标量与向量不能相加,但他们能相乘。结果将得到一个向量,与原向量平行,但长度不同或方向相反
运算:标量与向量的乘法非常直接,将向量的每个分量都与标量相乘即可


标量和向量相乘.png
注意点:

标量与向量相乘时,不需要写乘号。
标量与向量的乘法和除法优先级高于假发和减法。
标量不能除以向量,并且向量不能除以另一个向量。
负向量能被认为是乘法的特殊情况
解释:在几何意义上,向量乘以标量K的效果是以因子|K|缩放向量的长度

3.4 标准化向量

对任意非零向量V,都能计算出一个和v方向相同的单位向量v,这个过程被称为向量的标准化。要标准化向量,将向量除以它的大小(模)即可。


标准化向量.png
3.5 向量的加法和减法

如果二个向量的维数相同,那么他们能相加或相减。
法则:向量加法的运算符很简单:二个向量相加,将对应分量相加即可

向量加减法.png
注意:

向量不能与标量或维数不同的向量相加减
和标量加法一样,向量加法满足交换律,但向量减法不满足交换律;仅有a=b时,才满足减法交换律
解释:向量a和b相加的几何解释为:平移向量,使向量a的投连接向量b的尾,接着从a的尾指向b的头画一个向量。这就是向量加法的“三角形法则”。向量的减法与之类似

3.6 距离公式

在实际做开发中。最实用的也就是距离公式了。也是几何中最重要的公式之一;
法则:二点之间的距离等于从一个点到另一个点的向量的长度。


距离.jpg
3.7 向量点乘

点乘来自a*b。与标量与向量的乘法不同,向量点乘的优先级高于加法和减法,标量乘法和标量与向量的乘法经常可以省略乘号,但在向量中乘中,不能省略
点乘.jpg

几何解释:一般来说,点乘结果描述了二个向量的“相似”程度,点乘结果越大,两向量越相近
关系.jpg
3.8 向量叉乘

另一种向量乘法称作叉乘或叉积,仅用于3D向量。
叉乘.jpg

当点乘和叉乘在一起时,叉乘优先级要高一些

几何解释:叉乘得到的向量垂直于原来的二个向量
向量叉乘.jpg

啊,啊,啊.....向量的基本知识就讲解到这里了。笔者要吐血去了。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 220,639评论 6 513
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 94,093评论 3 396
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 167,079评论 0 357
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 59,329评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 68,343评论 6 397
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 52,047评论 1 308
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,645评论 3 421
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,565评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 46,095评论 1 319
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 38,201评论 3 340
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,338评论 1 352
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 36,014评论 5 347
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,701评论 3 332
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,194评论 0 23
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,320评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,685评论 3 375
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,345评论 2 358

推荐阅读更多精彩内容