向量計算機
計算3D座標向量的加法、減法、內積與外積。
向量運算
選擇運算方式,再輸入向量A與向量B的各個分量。
關於向量運算
向量表示同時具有大小與方向的量。在笛卡兒座標系中,三維向量以x、y、z分量組成的有序三元組表示。本計算機可對兩個向量執行四種常見運算:加法、減法、內積及外積。將兩個z分量都設為零,也能處理一般二維向量的加法、減法與內積。
加法與減法依對應分量進行。將向量A與B相加時,先加x座標,再加y座標,最後加z座標。減法也採用相同方式,但從A的各分量減去B的對應分量。這些運算可描述位移、力、速度、加速度等物理量的合成或相對關係。
內積先將對應分量相乘,再將乘積相加,結果為純量而非向量。對於A = (Ax, Ay, Az)與B = (Bx, By, Bz),結果為Ax乘Bx加Ay乘By加Az乘Bz。兩個非零向量的內積為零,表示它們互相垂直。內積也與夾角有關,等於兩向量的長度乘積再乘以夾角的餘弦。
外積定義於三維向量,其結果仍為向量。結果向量垂直於兩個輸入向量,方向由右手定則決定。外積的長度等於兩向量所張成的平行四邊形面積。外積常用於力矩、角動量、表面法向量、電腦圖學及幾何。交換輸入順序會使結果變號。
請使用一致的單位與座標軸,確保結果有意義。加減法要求物理量類型相同,而內積與外積會產生導出單位。計算機使用標準浮點運算,並以精簡的小數顯示結果。您可直接取得計算值,用於核對作業、探索範例或繼續較長的線性代數計算,不必重複手算各分量。
向量運算範例
| 運算 | 結果 | 說明 |
|---|---|---|
| (1, 2, 3) + (4, 5, 6) | (5, 7, 9) | 將對應分量相加。 |
| (1, 2, 3)內積(4, 5, 6) | 32 | 計算1乘4加2乘5加3乘6。 |
| (1, 2, 3)外積(4, 5, 6) | (-3, 6, -3) | 結果垂直於兩個輸入向量。 |
如何使用向量計算機
- 選擇加法、減法、內積或外積。
- 輸入向量A與向量B各自的三個分量。
- 選取「計算」以執行所選運算。
- 查看純量或向量結果,再重設或選擇其他運算。
向量計算機常見問題
內積與外積有什麼不同?
內積傳回純量,用來衡量方向的一致程度。外積則傳回垂直於兩個輸入向量的向量。
這個計算機能處理2D向量嗎?
可以進行加法、減法與內積運算。在兩個z欄位都輸入零,即可表示xy平面上的向量。
兩個向量何時互相垂直?
兩個非零向量的內積為零時,兩者互相垂直。輸入小數時,微小的捨入誤差可能使結果非常接近零,而非恰好為零。
外積指向哪個方向?
外積垂直於包含兩向量的平面。其正負號與方向依循從向量A轉向向量B的右手定則。
向量減法與順序有關嗎?
有,A減B通常是B減A的相反向量。請確認第一個與第二個向量填在正確的輸入欄位組。