向量点乘与向量叉乘的几何意义

article/2025/9/18 10:24:53

向量点乘(内积)

向量点乘公式为:

a * b = |a| * |b| * cosθ

点乘的结果是是标量点乘也被称为内积,是a向量在b向量上投影的长度与b向量的长度的乘积,反映了两个向量之间的相似度,两向量越相似,它们的点积就越大。

内积(点乘)的几何意义:

  1. 表征或计算两个向量之间的夹角
  2. b向量在a向量方向上的投影

判断两个向量是否同一方向或正交(即垂直)等方向关系,具体对应关系为:

a∙b>0→方向基本相同,夹角在0°到90°之间 
a∙b=0→ 正交,相互垂直 
a∙b<0→ 方向基本相反,夹角在90°到180°之间

向量叉乘(外积)

向量叉乘公式为:

a ^ b = |a| * |b| * sinθ

叉乘的结果是一个新的向量,所以也称为向量积,它垂直于相乘的a、b两向量所构成的平面。

外积(叉乘)的几何意义:

在三维几何中,向量a和向量b的外积结果是一个向量,有个更通俗易懂的说法是法向量,该向量垂直于a和b向量构成的平面。

在3D图像学中,外积的概念非常有用,可以通过两个向量的外积,生成第三个垂直于a,b的法向量,从而构建X、Y、Z坐标系。如下图所示:

 可以通过右手定则确定叉乘的方向

在游戏开发中,可以使用叉乘,确定敌方目标在玩家左右方向。

假设玩家的正方向是a向量,b是玩家指向敌方目标的向量,叉乘方向向上代表目标在玩家左边。反之,叉乘方向向下代表目标在玩家右边。


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