ベクトルの演算

高等学校数学外積を単位法線ベクトルで表示する、正確な3次元ベクトル演算

オレンジ色のベクトルの先端をドラッグし、座標軸を回転させて、ベクトルの成分と幾何学的な構成を比較してください。

3D

装置をドラッグして調整します。背景をドラッグして回転させます。スクロールしてズームします。

測定ノート

設定を変更し、予測をテストして、結果を保存します。スナップショットは最大12件まで保存されます。

この実験について

成分を編集するか、先端をドラッグしてベクトルを作成します。ベクトルの頭と尾をつなぐ加算、差、スカラー積、射影、外積の右手系法線を比較してください。

学習目標

  • 座標成分と空間ベクトルの関係を理解します。
  • 内積、外積、射影の違いを見分けます。
  • ゼロ基準ベクトルでは方向が定義されないことを理解します。

使い方

  1. 1Aの先端をx軸に沿って、Bの先端をz軸に沿ってドラッグし、変化する成分を比較してください。
  2. 2ベクトルの加算を示す平行四辺形を確認してください。
  3. 3ベクトルを垂直にして、内積と角度を確認してください。
  4. 4射影を選択し、次にBをゼロにして、未定義の結果を解釈してください。

モデル

内積はスカラーです。
射影にはゼロでない基準ベクトルが必要です。
外積の方向は右手の法則に従います。

前提条件

  • すべての結果は、浮動小数点の丸め誤差を除き、正確な成分の公式に基づくユークリッド3次元座標を使用しています。
  • 外積の矢印は、外積そのものの大きさではなく、単位方向を示します。数値成分と大きさには、外積全体の値が保持されます。
  • 2つのドラッグ用先端はそれぞれ1つの成分を操作します。6つすべての成分は引き続き編集できます。カメラの回転によってベクトルが変化することはありません。

授業で試してみましょう

  1. Q1内積が負でも、角度が0度から180度の範囲に収まるのはなぜですか?
  2. Q2ゼロベクトルへの射影が未定義なのはなぜですか?

よくある質問

外積の大きさが大きくなっても、外積の矢印が短いままなのはなぜですか?

表示される長さは1単位なので、向きがわかる状態に保たれます。大きさ全体は別途表示されます。

内積がゼロなら、常に角度は90度になりますか?

両方のベクトルがゼロでない場合に限ります。ゼロベクトルはすべてのベクトルとの内積がゼロですが、向きも角度も定義されません。