已知两个向量x,y(如下图),怎么判断他们是否垂直呢?或者说,怎么知道他们的夹角是不是等于90°呢?
在一个二维平面内,我们可以用上面的Pythagoras定理来描述。一般的,对中的两个向量,我们可以从他们共有的一个平面入手。在这个平面内,如果x垂直于y,x,y就构成了一个直角三角形,根据Pythagoras定理,则下面的公式一定成立:
接下来,再根据向量的长度的计算公式,得到:
进一步,我们得到等式的右边为:
消去等式两端的共有项后,最终得到:
上式我们可以写成一个1xn矩阵(列向量x的转置)和一个nx1矩阵(列向量y)的乘积, 即列向量x与列向量y的内积,也叫点积。
因此,我们得出结论,在中的任意两个列向量x,y,如果正交(垂直),那么他们的内积为0。即:
=0
因此,我们说:
两个向量的内积为0是勾股定理在向量空间中的另一种表现形式。
同时,我们还得出,对于单个向量而言,向量的长度的平方等于他与自己的内积,即:
(全文完)
作者 --- 松下J27
格言摘抄:忠不忠,看行动!(无名氏)
参考文献(鸣谢):
1,《Introduction to Linear Algebra》,5th Edition - Gilbert Strang
2,线性代数及其应用,侯自新,南开大学出版社,1990.
文中截图均来自于上述文献。
(配图与本文无关)
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