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Mathematica基础——对向量的基本操作

要学习微分几何,必须对向量的运算有所了解。下面,我就介绍一下Mathematica在处理向量问题方面的作用!
工具/原料
1

电脑

2

Mathematica

方法/步骤
2

用 Table 来给出一个六元向量 P,用 Array 来给出一个向量 Q:P = Table[p[i], {i, 6}]Q = Array[q, 6]

3

向量和标量的加或者乘:2 + Q6*Q

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如果两个向量的维度相同,就可以进行一系列运算。比如,两个向量的加法,代码如下图。

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两个向量的点乘,结果是一个标量:P.Q或者Dot[P,Q]注意,P.Q之间的那个点,就是小数点,这个传统写法不一样的!

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两个三元向量的叉乘,结果是一个三元向量,且这个向量与前两个向量都垂直:Cross[{a, b, c}, {x, y, z}]或者{a, b, c}\[Cross]{x, y, z}但是,这个Cross仅适用于三元向量,对于其它维度的向量不适用。

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两个向量之间的特殊运算,其实,这里Mathematica只是把这两个向量当成普通的列表来对待的:P QP和Q之间有一个空格。

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计算向量的模长:Sqrt[P.P]Norm[P]注意二者的区别。

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VectorAngle可以计算两个向量的夹角:VectorAngle[{0, 1}, {1, 0}]

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Normalize能把一个向量化为同方向的单位向量:Normalize[{3, 4, 5}]

注意事项
1

本文,只介绍向量的最一般的操作。当然,向量内部的元素,不仅可以是数字,也可以是函数,这将是微分几何要介绍的内容。

2

一个数字的列表,还可以视为一个向量,以及一个点的具体坐标。大家分情况,自己甄别!

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