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內積也被稱之為“點積”,是兩個向量之間的一種預算法則。
內積是指接受在實數R上的兩個向量並返回到一個統一的實數值標量的一種二元算法,它也代表著歐幾里面空間的標準內積值。
在物理應用上,內積可以用來計算“功”和“合力”的數值,假設一個b為單位的矢量值,那內積代表著a在方向b上的投影數值,所以就給出了力在這個方向上的分解。
我們可以用這個思路來分解“功”,功是力和位移的內積,如果兩個矢量點之間的積大於0,代表他們的方向越近,反之亦然。
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3 # 曉薇AUWe
內積(inner
product),又稱數量積(scalar
product)、點積(dot
product)是一種向量運算,但其結果為某一數值,並非向量。其物理意義是質點在F的作用下產生位移S,力F所做的功,W=|F||S|cosθ。
在數學中,數量積(dot
product;
scalar
product,也稱為點積)是接受在實數R上的兩個向量並返回一個實數值標量的二元運算。它是歐幾里得空間的標準內積。
兩個向量a
=
[a1,
a2,…,
an]和b
=
[b1,
b2,…,
bn]的點積定義為:
a·b=a1b1+a2b2+……+anbn。
使用矩陣乘法並把(縱列)向量當作n×1
矩陣,點積還可以寫為:
a·b=a*b^T,這裡的b^T指示矩陣b的轉置。
在數學裡面,內積空間就是增添了一個額外的結構的向量空間。這個額外的結構叫做內積,或標量積,或點積。這個增添的結構允許我們談論向量的角度和長度。內積空間由歐幾里得空間抽象而來,這是泛函分析討論的課題。
內積空間有時也叫做準希爾伯特空間,因為由內積定義的距離完備化之後就會得到一個希爾伯特空間。在早期的著作中,內積空間被稱作酉空間,但這個詞現在已經被淘汰了。在將內積空間稱為酉空間的著作中,“內積空間”常指任意維(可數/不可數)的歐幾里德空間。
在生產生活中,內積同樣應用廣泛。利用內積可判斷一個多邊形是否面向攝像機還是背向攝像機。向量的內積與它們夾角的餘弦成正比,因此在聚光燈的效果計算中,可以根據內積來得到光照效果,如果內積越大,說明夾角越小,則物理離光照的軸線越近,光照越。物理中,內積可以用來計算合力和功。若b為單位矢量,則內積即為a在方向b的投影,即給出了力在這個方向上的分解。功即是力和位移的內積。計算機圖形學常用來進行方向性判斷,如兩矢量點積大於0,則它們的方向朝向相近;如果小於0,則方向相反。矢量內積是人工智能領域中的神經網絡技術的數學基礎之一,此方法還被用於動畫渲染(Animation-Rendering)。
線性變換中點積的意義:
根據點積的代數公式:a·b=a1b1+a2b2+……+anbn,假設a為給定權重向量,b為特徵向量,則a·b其實為一種線性組合,函數F(a·b)則可以構建一個基於a·b+c
=
(c為偏移)的某一超平面的線性分類器,F是個簡單函數,會將超過一定閾值的值對應到第一類,其它的值對應到第二類。
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兩個任意大小矩陣間的運算,每個元素逐個與矩陣相乘。矩陣的內積參照向量的內積的定義是兩個向量對應分量乘積之和。內積又稱數量積、點積是一種向量運算,但其結果為某一數值,並非向量。其物理意義是質點在F的作用下產生位移S,力F所做的功,W=|F||S|cosθ。

點積有兩種定義方式,代數方式和幾何方式。通過在歐氏空間中引入笛卡爾座標系,向量之間的點積既可以由向量坐標的代數運算得出,也可以通過引入兩個向量的長度和角度等幾何概念來求解。
u的大小、v的大小、u,v夾角的餘弦。在u,v非零的前提下,點積如果為負,則u,v形成的角大於90度;如果為零,那麼u,v垂直;如果為正,那麼u,v形成的角為銳角。
兩個單位向量的點積得到兩個向量的夾角的cos值,通過它可以知道兩個向量的相似性,利用點積可判斷一個多邊形是面向攝像機還是背向攝像機。
向量的點積與它們夾角的餘弦成正比,因此在聚光燈的效果計算中,可以根據點積來得到光照效果,如果點積越大,說明夾角越小,則物體離光照的軸線越近,光照越強。