向量模计算器
根据分量求任意 2D 或 3D 向量的欧几里得长度或范数。
计算向量的模
在下方输入向量分量。计算 2D 向量时,z 请填零。
关于向量的模
向量的模是向量的长度,与它所指的方向无关,也称为欧几里得范数或简称范数。对于分量为 x、y、z 的向量,其模等于 x 的平方、y 的平方与 z 的平方之和的平方根。这个公式将直角三角形中的勾股定理推广到了三维坐标空间。
对于二维向量,将 z 设为零即可。一个常见的例子是向量 (3, 4),它的模为 5,因为 3 的平方加上 4 的平方等于 25。在三维空间中,同样的思路先合并 xy 平面中的垂直距离,再计入沿 z 轴的深度。例如向量 (2, 3, 6) 的模为 7,因为各分量的平方和为 49。
模始终非负。将每个分量的符号反转,会使向量方向相反,但长度不变,因为平方运算消除了符号的影响。只有零向量的模为零。小数、分数和负数分量在数学上都有效,但所有坐标必须采用相同的单位和坐标尺度。
这一量广泛用于数学、物理、工程、数据科学和计算机图形学。速度向量的模是速率,力向量的模是力的大小,位移向量的模则是起点与终点之间的直线距离。在机器学习和数值分析中,范数用于衡量参数向量、误差以及观测值之间距离的大小。
模还用于向量归一化。将非零向量的每个分量除以它的模,即可得到方向相同、长度为一的单位向量。单位向量便于将方向与大小分开处理。模也出现在利用点积计算夹角的公式中,以及正交性和收敛性的检验中。
本计算器使用内置的斜边运算,以稳定地进行浮点计算,结果最多显示六位小数。符号代数中可能更适合使用精确的根式,而小数结果更便于测量和实际应用。缺少一个维度时,请输入零而不是留空,以便计算器区分完整的 2D 向量和不完整的输入。
向量模计算示例
| 向量 | 模 | 说明 |
|---|---|---|
| (3, 4) | 5 | 9 + 16 的平方根为 5。 |
| (2, 3, 6) | 7 | 各分量的平方和为 49。 |
| (-1, -2, -2) | 3 | 分量平方后,负号会消失。 |
如何计算向量的模
- 输入向量的 x 和 y 分量。
- 输入 z 分量;若为二维向量,则输入零。
- 点击“计算模”,求出欧几里得范数。
- 查看结果,使用“重置”计算另一个向量。
向量模常见问题
什么是向量的模?
模是向量的非负长度,只衡量大小,不包含任何方向信息。
向量的模如何计算?
将每个分量平方,再把平方值相加,最后取平方根。这是将勾股定理应用于坐标分量。
向量的模可以是负数吗?
不可以,长度不能为负。只有零向量的模为零,所有非零向量的模都为正。
如何计算 2D 向量?
正常输入 x 和 y 的值,并将 z 填为零。三维公式就会化为标准的二维公式。
模与方向有什么区别?
模表示向量有多长或多强,方向表示它指向哪里,通常用角度或单位向量描述。