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投影向量坐标公式

2025-12-14 16:13:13

问题描述:

投影向量坐标公式,求快速帮忙,马上要交了!

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2025-12-14 16:13:13

投影向量坐标公式】在向量几何中,投影向量是将一个向量沿着另一个向量方向进行“压缩”或“映射”的结果。它在物理、工程、计算机图形学等多个领域有广泛应用。掌握投影向量的坐标公式,有助于更高效地处理向量之间的关系。

一、投影向量的基本概念

设向量 a 和向量 b(其中 b ≠ 0),则向量 a 在向量 b 上的投影向量,表示为 proj_b a,其方向与 b 相同或相反,长度由 a 在 b 方向上的分量决定。

二、投影向量的坐标公式

设向量 a = (a₁, a₂),向量 b = (b₁, b₂),则向量 a 在 b 上的投影向量 proj_b a 的坐标公式如下:

$$

\text{proj}_b a = \left( \frac{a \cdot b}{b^2} \right) b

$$

其中:

- $ a \cdot b = a_1 b_1 + a_2 b_2 $ 是向量 a 和 b 的点积;

- $ b = \sqrt{b_1^2 + b_2^2} $ 是向量 b 的模长。

三、投影向量坐标的计算步骤

步骤 内容
1 计算向量 a 与 b 的点积:$ a \cdot b = a_1 b_1 + a_2 b_2 $
2 计算向量 b 的模长平方:$ b^2 = b_1^2 + b_2^2 $
3 计算投影系数:$ \frac{a \cdot b}{b^2} $
4 将系数乘以向量 b,得到投影向量坐标:$ \text{proj}_b a = \left( \frac{a \cdot b}{b^2} \right) (b_1, b_2) $

四、示例说明

假设向量 a = (3, 4),向量 b = (1, 2),求 a 在 b 上的投影向量。

1. 点积:$ a \cdot b = 3 \times 1 + 4 \times 2 = 3 + 8 = 11 $

2. 模长平方:$ b^2 = 1^2 + 2^2 = 1 + 4 = 5 $

3. 投影系数:$ \frac{11}{5} = 2.2 $

4. 投影向量:$ \text{proj}_b a = 2.2 \times (1, 2) = (2.2, 4.4) $

五、总结

项目 内容
公式 $ \text{proj}_b a = \left( \frac{a \cdot b}{b^2} \right) b $
应用场景 向量分解、物理力分析、图像处理等
关键计算 点积、模长平方、投影系数
结果形式 与原向量 b 方向一致的向量

通过理解并掌握投影向量的坐标公式,可以更直观地分析和解决向量之间的关系问题,提升数学建模能力。

以上就是【投影向量坐标公式】相关内容,希望对您有所帮助。

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