點乘意思

點乘(dot product),又稱為內積、內點積或標量積,是數學中的一種運算,用於兩個向量的乘法,結果是一個標量。在幾何上,點乘可以理解為向量長度(即模)的乘積和它們之間的夾角的餘弦值。公式表達為:

[ \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}| ) 分別是它們的長度,( \theta ) 是它們之間的夾角。

點乘具有以下幾個性質:

  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. 正定性:如果 ( \mathbf{a} ) 和 ( \mathbf{b} ) 方向相同,則 ( \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} ) 為正;如果它們方向相反,則 ( \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} ) 為負;如果它們相互垂直,則 ( \mathbf{a} \cdot \mathbf{b} ) 為0。
  4. 三角不等式:( |\mathbf{a} \cdot \mathbf{b}| \leq |\mathbf{a}| |\mathbf{b}| )。

點乘在物理學、工程學和計算機科學中有很多應用,例如在線性代數中,它是構建向量空間的重要操作;在機器學習和數據分析中,用於特徵分解和數據降維;在圖形學中,用於計算向量的投影和光的反射等。