二维和三维向量运算计算器
这款向量计算器能在二维 (x, y) 和三维 (x, y, z) 空间中完成常见的向量运算——向量是同时具有大小和方向的量。输入向量 A(需要时再输入 B)的各分量,选择一种运算,结果会立即更新,并在旁边同步显示图形。
它涵盖了从 加法 和 减法 到 点乘、叉乘、向量夹角、投影、模长、单位向量 以及 数乘 的全部运算。无论是检查作业的学生,还是从事物理、工程或计算机图形学的人,都能用得上。
如何使用向量计算器
选择二维或三维
用顶部的 维度 切换在 二维 和 三维 之间切换。在三维模式下,每个向量都会多出一个 z 输入框。
输入你的向量
输入 向量 A 的各分量;对于双向量运算,再输入 向量 B。随着输入,每张卡片会在输入框下方显示该向量的模长(|A|、|B|)。
选择一种运算
选择 两个向量 的运算(加、减、点乘、叉乘、夹角、投影),或 单个向量 的运算(模长、单位向量、数乘)。叉乘仅在三维模式下出现。
查看结果和步骤
结果会立即出现:向量以坐标形式显示,标量为单个数字,角度则同时以度和弧度给出。打开 显示公式和步骤 即可看到所用公式和完整的推演过程,并可一键复制结果。
功能特点
实时计算
只要改动数值或运算,结果立刻更新——无需再点单独的计算按钮。
交互式可视化
坐标平面会绘制 A、B 和结果的彩色箭头,并提供放大、缩小和重置控件。
分步解题过程
展开公式面板,即可看到所用的确切公式以及通往答案的每一个中间步骤。
完整的运算集合
加法、减法、点乘、叉乘、夹角、投影、模长、单位向量和数乘,全部集于一处。
数乘快捷预设
−1、2、0.5 和 10 的快捷按钮,让你无需输入即可反向、加倍、减半或缩放向量。
二维和三维模式
一键在二维和三维向量之间切换;切到三维时叉乘会自动解锁。
支持深色模式
界面和可视化配色会随你的深色模式偏好自动适配,看起来更舒适。
复制结果
以坐标形式将任意结果复制到剪贴板,可直接粘贴到笔记或其他应用中。
常见问题
两个向量的点乘怎么计算?
把对应的分量相乘再相加:二维时,A · B = AxBx + AyBy;三维时还要再加上 AzBz 这一项。结果是一个数字(标量)。选择 A · B 运算,计算器就会替你算好,下方还能展开完整步骤。
向量点乘和叉乘有什么区别?
点乘(A · B)得到一个标量,衡量两个向量在多大程度上指向同一方向,它等于 |A||B|cos θ。叉乘(A × B)得到一个垂直于两个输入向量的向量,其模长为 |A||B|sin θ。叉乘只对三维向量有定义。
向量的模长(长度)怎么求?
把每个分量平方后相加,再开平方根:二维时 |A| = √(x² + y²),三维时 √(x² + y² + z²)。计算器会在各向量输入框下方实时显示其模长,选择 |A| 运算还会把它作为主结果显示。
两个向量之间的夹角怎么算?
用点乘公式 θ = arccos((A · B) / (|A| · |B|))。选择 ∠(A,B) 运算,结果会同时以度(0° 到 180°)和弧度(0 到 π)显示。
什么是单位向量,如何对向量归一化?
单位向量的长度恰好为 1,同时保持原来的方向。归一化的做法是用每个分量除以模长:Â = A / |A|。零向量没有方向,因此无法归一化——如果你尝试这么做,计算器会提示错误。
叉乘只能用于三维吗?
是的。叉乘得到一个垂直于两个输入向量的向量,而这需要第三个维度才能存在。因此 A × B 按钮只在三维模式下出现;在二维中,结果没有可指向的垂直方向。
向量投影是什么意思?
A 在 B 上的投影(projBA)是 A 中沿着 B 方向的那一部分——就像 A 投在 B 上的影子。它的计算公式为 ((A · B) / |B|²) × B。向零向量投影没有定义,因此计算器会标出这种情况。
可以使用负数和小数吗?
可以。每个分量都可以是正数、负数、零或小数;负值只是表示沿坐标轴的负方向。结果最多显示四位小数,并去掉末尾多余的零,而内部计算则保留完整的浮点精度。
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