Tính chất Tích_vô_hướng

Cho a, b, và c là các vectơ và r là đại lượng vô hướng, tích vô hướng thỏa mãn các tính chất sau:.[1][2]

  1. Giao hoán: a ⋅ b = b ⋅ a , {\displaystyle \mathbf {a} \cdot \mathbf {b} =\mathbf {b} \cdot \mathbf {a} ,} được suy ra từ định nghĩa (θ góc giữa a và b): a ⋅ b = ‖ a ‖ ‖ b ‖ cos ⁡ θ = ‖ b ‖ ‖ a ‖ cos ⁡ θ = b ⋅ a . {\displaystyle \mathbf {a} \cdot \mathbf {b} =\left\|\mathbf {a} \right\|\left\|\mathbf {b} \right\|\cos \theta =\left\|\mathbf {b} \right\|\left\|\mathbf {a} \right\|\cos \theta =\mathbf {b} \cdot \mathbf {a} .}
  2. Phân phối cho phép cộng vectơ: a ⋅ ( b + c ) = a ⋅ b + a ⋅ c . {\displaystyle \mathbf {a} \cdot (\mathbf {b} +\mathbf {c} )=\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} +\mathbf {a} \cdot \mathbf {c} .}
  3. Dạng song tuyến: a ⋅ ( r b + c ) = r ( a ⋅ b ) + ( a ⋅ c ) . {\displaystyle \mathbf {a} \cdot (r\mathbf {b} +\mathbf {c} )=r(\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} )+(\mathbf {a} \cdot \mathbf {c} ).}
  4. Phép nhân vô hướng: ( c 1 a ) ⋅ ( c 2 b ) = c 1 c 2 ( a ⋅ b ) . {\displaystyle (c_{1}\mathbf {a} )\cdot (c_{2}\mathbf {b} )=c_{1}c_{2}(\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} ).}
  5. Không có tính kết hợp bởi vì tích vô hướng giữa đại lượng vô hướng (a ⋅ b) và vectơ (c) không tồn tại, tức là biểu thức cho tính kết hợp: (a ⋅ b) ⋅ c or a ⋅ (b ⋅ c) là không hợp lệ.[5][6]
  6. Trực giao:Hai vectơ khác vectơ không: a và b trực giao khi và chỉ khi ab = 0.
  7. Không có tính khử:Tính khử cho phép nhân của các số được định nghĩa như sau: nếuab = ac, thì b luôn luôn bằng c nếu a khác 0. Tích vô hướng không tuân theo tính khử:Nếu ab = ac và a0, thì ta có: a ⋅ (bc) = 0 theo như luật phân phối; suy ra a trực giao với (bc), tức là (bc) ≠ 0, và dẫn đến bc.
  8. Product Rule: Nếu a và b là hàm số, thì đạo hàm của ab là a′ ⋅ b + ab′.

Áp dụng cho định lý cos

Tam giác có cạnh vectơ a and b, và góc giữa 2 vectơ là θ.

Hai vecto a và b có góc giữa hai vectơ là θ (như trong hình bên phải) tạo thành một tam giác có cạnh thứ ba là c = ab. Tích vô hướng của c và chính nó là Định lý cos:

c ⋅ c = ( a − b ) ⋅ ( a − b ) = a ⋅ a − a ⋅ b − b ⋅ a + b ⋅ b = a 2 − a ⋅ b − a ⋅ b + b 2 = a 2 − 2 a ⋅ b + b 2 c 2 = a 2 + b 2 − 2 a b cos ⁡ θ {\displaystyle {\begin{aligned}\mathbf {c} \cdot \mathbf {c} &=(\mathbf {a} -\mathbf {b} )\cdot (\mathbf {a} -\mathbf {b} )\\&=\mathbf {a} \cdot \mathbf {a} -\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} -\mathbf {b} \cdot \mathbf {a} +\mathbf {b} \cdot \mathbf {b} \\&=a^{2}-\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} -\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} +b^{2}\\&=a^{2}-2\mathbf {a} \cdot \mathbf {b} +b^{2}\\c^{2}&=a^{2}+b^{2}-2ab\cos \theta \\\end{aligned}}}