ベクトルの計算(大きさ・内積・なす角)
2つのベクトルの成分を入れると、大きさ、内積、なす角を出します。cos θ や大きさは√の正確な形でも表示。和・差、単位ベクトル、正射影、空間ベクトルの外積、平行四辺形の面積にも対応。
平面なら「1, 2」、空間なら「1, 2, 3」
計算方法
内積 a・b = a₁b₁ + a₂b₂(+ a₃b₃) cos θ = a・b ÷(|a| × |b|)
例:a = (1, 2)、b = (3, 1) なら、a・b = 3 + 2 = 5、|a| = √5、|b| = √10 です。cos θ = 5 ÷ √50 = √2/2 なので、θ = 45度になります。
- 大きさ:
|a| = √(a₁² + a₂²(+ a₃²)) - 内積が0なら、2つのベクトルは垂直です。
- 平行四辺形の面積:
√(|a|²|b|² −(a・b)²)(平面なら |a₁b₂ − a₂b₁| と同じ) - 外積(空間ベクトル):
a × b = (a₂b₃ − a₃b₂, a₃b₁ − a₁b₃, a₁b₂ − a₂b₁) - 単位ベクトル:
a ÷ |a|(大きさ1で同じ向き)、正射影ベクトル:(a・b ÷ |b|²)× b
cos θ が 1/2・√2/2・√3/2・0 などのときは、なす角を正確な角度(60度・45度・30度・90度など)で表示します。
出典:この計算は式の定義によるもので、参照する公的な資料はありません。
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よくある質問
内積の求め方は?
成分どうしをかけてたします。a = (1, 2)、b = (3, 4) なら 1 × 3 + 2 × 4 = 11 です。|a||b|cos θ でも求められます。
なす角の求め方は?
cos θ = 内積 ÷(|a| × |b|)を出して、その cos になる角度を求めます。
内積が0のときは?
2つのベクトルは垂直(なす角90度)です(どちらも0ベクトルでないとき)。
ベクトルの大きさの求め方は?
成分の2乗の和の√です。(3, 4) の大きさは √(9 + 16) = 5 です。