关于单位向量U、V满足U·V=1时是否必有U=V的技术问询
技术问询:单位向量U、V满足U·V=1时是否必有U=V?
嘿,这个问题挺有意思的!咱们就顺着你已经摸到的思路往下走,完全不用那个点积的余弦公式~
你已经推导出了 U·(V-U)=0 和 -V·(V-U)=0,其实第二个式子变形一下就是 V·(V-U)=0。咱们换个更直接的角度,计算向量 V-U 的模长平方——也就是它和自身的点积:
(V - U)·(V - U) = V·V - V·U - U·V + U·U
因为U和V都是单位向量,所以 U·U = 1,V·V = 1;而且点积满足交换律,U·V = V·U = 1。把这些值代入进去:
1 - 1 - 1 + 1 = 0
向量的模长平方是非负的,只有当这个向量是零向量的时候,模长平方才会等于0。所以 V - U = 0,这不就直接得出 U = V 了嘛!
再回头看你之前得到的结论:U和V都和 V-U 垂直。如果 V-U 不是零向量,那U和V会在同一个和它垂直的子空间里,但结合单位向量+点积为1的条件,这个向量根本不可能是非零的——毕竟咱们已经通过模长平方的计算直接证明了它必须是零向量~
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Cotton Headed Ninnymuggins
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