点、矢量及其运算

点是n维空间中(游戏中指二维或者三维)的一个位置。
点没有大小,方向。它仅仅表示一个位置。
点的表示,通常使用一组数字来表示一个点P,二维和三维空间的点表示如下:
Point1(x1,y1),Point 1(x1,y1,z1)

矢量

矢量 — 也被称为向量(vector)。
矢量指的是n维空间中一条包含了模(大小)和方向的有向线段。
矢量是一个有向线段,包含了模和方向,它没有位置的概念,只要矢量的模和方向不变,无论放到哪里都是同一个矢量。点是一个位置,没有大小和方向。


矢量运算:

1、矢量和标量的乘法、除法
c(v + w)= cv + cw(其中v,w为向量);
看做是对矢量V进行一个大小为|k|的缩放。若k<0,那么这个矢量的方向还会和原矢量相反。

2、矢量的加减法
1、向量加法的几何意义:向量a、b相加,可以看成是将向量a的头平移连接到向量b的尾,然后将向量a的尾和向量b的头连接就构成一条新的向量。
a(x1,y1,z1) b(x2,y2,z2) 则向量a-b=(x1-x2,y1-y2,z1-z2)
a(x1,y1,z1) b(x2,y2,z2) 则向量a+b=(x1+x2,y1+y2,z1+z2)

3、向量减法的几何意义:向量a、b相减,将向量b的尾平移到和向量a的尾的位置重合。然后将向量b的头和向量a的头连接就构成了一条新的向量。

4、矢量的点积/内积 结果是标量
A*B=a(x1,y1,z1)* b(x2,y2,z2) =x1x2+y1y2+z1z2
满足交换律A*B=B*A=|A||B|cosα
几何意义是A在B方向上面的投影。

5、矢量的叉积/外积 结果是矢量 方向遵循右手/左手定则
向量a×向量b= |A||B|sinα
| i j k |
|a1 b1 c1 |
|a2 b2 c2|
=(b1c2-b2c1,c1a2-a1c2,a1b2-a2b1)
(记忆方法: 代数余子式)
可以用来求平行四边形的面积


名称
标积 / 内积 / 数量级 / 点积
矢积 / 外积 / 向量积 / 叉积
运算式(a,b和c粗体字,表示向量)
a · b =| a || b |·cosθ
a × b = c ,其中| c |=| a || b |·sinθ, c 的方向遵守右手定则
几何意义
向量 a 在向量 b 方向上的投影与向量 b 的模的乘积
c 的模等于以 a b 为邻边的平行四边形的面积
运算结果的区别
标量(常用于物理)/数量(常用于数学)
矢量(常用于物理)/向量(常用于数学)


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