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数量积(点积)计算器

平面向量数量积(点积)在线计算:输入两个向量的坐标,自动算出数量积、各自的模与夹角,并判断是否垂直。数量积是判断垂直、求夹角与投影的核心工具,广泛用于几何证明和解析几何。

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a·b = |a||b|cosθ = aₓbₓ + aᵧbᵧ
θabO
向量 a 的坐标
x
y
向量 b 的坐标
x
y

📖 使用教程|数量积

一、定义
两个非零向量 a、b 的数量积(点积 / 内积)定义为 a·b = |a||b|cosθ,其中 θ 是它们的夹角(0°≤θ≤180°)。数量积的结果是一个数量(标量),而不是向量。
二、坐标公式与符号
符号含义
a=(aₓ,aᵧ),b=(bₓ,bᵧ)两向量的坐标
a·b = aₓbₓ + aᵧbᵧ数量积的坐标运算
|a|、|b|两向量的模
θ夹角,cosθ = (a·b)/(|a||b|)
三、重要性质与运算律
  • 交换律:a·b = b·a;
  • 数乘结合:(λa)·b = λ(a·b) = a·(λb);
  • 分配律:(a+b)·c = a·c + b·c;
  • a·a = |a|²(记作 a² = |a|²);
  • a⊥b ⇔ a·b = 0,这是判定垂直的依据;
  • 数量积不满足结合律:(a·b)c ≠ a(b·c)。
四、操作步骤
  1. 在两个坐标组中分别填入向量 a、b 的 x、y 分量;
  2. 点击「计算」,即得数量积与夹角;
  3. 也可先点「填入示例」快速体验,再修改数据。
五、例题
例:已知 a=(3,4),b=(4,−3),求 a·b 并判断位置关系。
解:a·b = 3×4 + 4×(−3) = 12 − 12 = 0,所以 a⊥b。
(|a|=|b|=5,cosθ=0,θ=90°。)
六、易错点
① 点积结果是数不是向量,符号用「·」不能写成「×」;② 夹角范围是 0°~180°;③ 由 a·b=0 推出垂直的前提是两向量均非零;数量积不能像实数一样随意约去。

❓ 常见问题|数量积

数量积为什么是一个数?
因为 a·b=|a||b|cosθ 是三个数量相乘,结果必然是标量。只有向量积(叉积)的结果才是向量,而高中平面向量主要学习数量积。
怎样用坐标计算点积?
把对应分量相乘后再相加即可:a·b=aₓbₓ+aᵧbᵧ。例如 (1,2)·(3,4)=1×3+2×4=11。
点积等于 0 说明什么?
若两个向量都非零,则它们垂直(a⊥b)。这是证明两条直线或两个向量垂直最常用的方法;若其中含零向量则需单独讨论。
已知坐标怎样求夹角?
先求点积和两个模,再由 cosθ=(a·b)/(|a||b|) 取反余弦得到 θ,结果范围在 0°~180° 之间。
数量积有结合律吗?
没有。(a·b)c 是与 c 共线的向量,a(b·c) 是与 a 共线的向量,二者一般不相等。但交换律和分配律成立。
式子 a² 表示什么?
a²=a·a=|a|²,即向量模的平方。因此求模常用 |a|=√(a·a),这在求距离时很有用。
点积和投影有什么关系?
向量 a 在 b 方向上的数量投影等于 (a·b)/|b|;再乘以 b 方向的单位向量,就得到向量投影。