標量積意思

標量積(Scalar product),又稱為點積、內積或標量積分,是數學中兩個向量的運算。在幾何上,標量積的結果是一個數值(稱為標量),它表示兩個向量在大小上的關係,以及它們之間的夾角。在物理學中,標量積通常用來計算功、力矩和能量的量。

標量積的計算公式為: [ \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = |\mathbf{a}| |\mathbf{b}| \cos \theta ] 其中,( \mathbf{a} ) 和 ( \mathbf{b} ) 是兩個向量,( |\mathbf{a}| ) 和 ( |\mathbf{b}| ) 分別是它們的大小(即向量長度),( \theta ) 是它們的夾角,( \cos \theta ) 是夾角的餘弦值。

標量積滿足以下性質:

  1. 交換律:( \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = \mathbf{b} \cdot \mathbf{a} )
  2. 分配律:( \mathbf{a} \cdot (\mathbf{b} + \mathbf{c}) = \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} + \mathbf{a} \cdot \mathbf{c} )
  3. 對數乘法的分配律:( (\alpha \mathbf{a}) \cdot \mathbf{b} = \alpha (\mathbf{a} \cdot \mathbf{b}) )
  4. 對數乘法的分配律:( \mathbf{a} \cdot (\alpha \mathbf{b}) = \alpha (\mathbf{a} \cdot \mathbf{b}) )
  5. 正定性:( \mathbf{a} \cdot \mathbf{a} \geq 0 ),當且僅當 ( \mathbf{a} ) 是零向量時等於零。

標量積與向量的叉積不同,叉積產生的結果是一個向量,而不是一個標量。在三維空間中,向量的叉積與標量積一起,提供了向量之間關係的完整描述。