Ako implementovať krížový produkt v MATLABE?

Ako Implementovat Krizovy Produkt V Matlabe



Hľadanie súčinu dvoch vektorov je široko používaná matematická a fyzikálna operácia na vykonávanie mnohých matematických a fyzikálnych úloh. Existujú dva spôsoby, ako určiť súčin dvoch vektorov. Jedným z nich je skalárny alebo bodový súčin a druhý je krížový alebo vektorový produkt . A skalárny produkt je fyzikálna veličina, ktorá po vynásobení dvoch vektorov vracia skalárnu hodnotu. V porovnaní s vektorový produkt je fyzikálna veličina, ktorá po vynásobení dvoch vektorov vráti vektor.

Vypočítať súčin veľkých vektorov nie je ľahká úloha. Môže to vyžadovať veľké výpočty a čas pri ručnom výpočte. V dnešnej dobe špičkových výpočtových nástrojov sme však obdarení MATLABom, ktorý pomocou vstavaných funkcií robí veľa výpočtov v čo najkratšom čase. Jednou z takýchto funkcií je kríž () čo nám umožňuje určiť krížový súčin dvoch vektorov.

Tento tutoriál odhalí:







Čo je krížový produkt?

The krížový produkt dvoch vektorov je fyzikálna veličina, ktorá sa vypočíta vynásobením dvoch vektorov. Vracia vektor kolmý k daným dvom vektorom. Ak A a B sú dve vektorové veličiny, ich krížový súčin C je daný ako:





Kde C je tiež vektorová veličina a je na obe kolmá A a B .





Prečo potrebujeme určiť krížový produkt?

The krížový produkt vykonáva mnoho úloh vo fyzike, matematike a inžinierstve. Niektoré z nich sú uvedené nižšie.

The krížový produkt sa používa na nájdenie:



  • Oblasť trojuholníka.
  • Uhol medzi dvoma vektormi.
  • Jednotkový vektor kolmý na dva vektory.
  • Plocha rovnobežníka.
  • Kolinearita medzi dvoma vektormi.

Ako implementovať krížový produkt dvoch vektorov v MATLABE?

MATLAB nám uľahčuje vstavaný kríž () funkcia na nájdenie krížový produkt dvoch vektorov. Táto funkcia akceptuje dva vektory ako povinné vstupy a poskytuje ich krížová produkcia t z hľadiska vektorovej kvantity.

Syntax

The kríž () Funkcia môže byť implementovaná v MATLAB týmito spôsobmi:

C = kríž ( A,B )

C = kríž ( A,B, rozm )

Tu,

Funkcia C = kríž (A,B) je zodpovedný za výpočet krížový produkt C z daných vektorov A a B .

  • Ak A a B predstavujú vektory, musia mať a veľkosť rovná 3 .
  • Ak A a B predstavujú dve matice alebo viacsmerné polia, musia mať rovnakú veľkosť. V tejto situácii, kríž () funkcia zvažuje A a B ako súbor vektorov s tromi prvkami a vypočítava ich krížový produkt pozdĺž prvého rozmeru, ktorý má veľkosť rovnajúcu sa 3.

Funkcia C = kríž (A,B,dim) je zodpovedný za výpočet krížový produkt C z daných dvoch polí A a B popri rozmer rozm . Majte to na pamäti A a B musia byť dve polia s rovnakou veľkosťou a veľkosť (A, matná) , a veľkosť (B, matná) sa musí rovnať 3 . Tu, matná je premenná obsahujúca kladnú skalárnu veličinu.

Príklady

Zvážte niekoľko príkladov, aby ste pochopili praktickú implementáciu kríž () funkcie v MATLABE.

Príklad 1: Ako určiť krížový súčin dvoch vektorov?

V tomto príklade vypočítame krížový produkt C daných vektorov a pomocou kríž () funkciu.

A = [ - 7 9 2.78 ] ;

B = [ 1 0 - 7 ] ;

C = kríž ( A,B )

Teraz môžeme overiť náš výsledok C tým, že si ju vezmete skalárny súčin s vektormi A a B. Ak C je kolmý do oboch vektorov A a B to znamená C je a krížový produkt z A a B . Môžeme skontrolovať kolmosť z C s A a B tým, že si ju vezmete skalárny súčin s A a B . Ak skalárny súčin z C s A a B rovná sa 0. to znamená C je kolmý do A a B .

bodka ( C,A ) == 0 && bodka ( C, B ) == 0

Po vykonaní vyššie uvedeného test kolmosti, získali sme a logická hodnota 1 to znamená, že vyššie uvedená operácia je pravdivá. Preto sme dospeli k záveru, že výsledný vektor C predstavuje krížový produkt z daných vektorov A a B .

Príklad 2: Ako určiť krížový súčin dvoch matíc?

Uvedený príklad počíta krížový produkt C daných matríc A, vytvorené pomocou funkcie magic() a B , matica náhodných čísel, pomocou kríž () funkciu. Obe matice A a B majú rovnakú veľkosť.

A = mágia ( 3 ) ;

B = rand ( 3 , 3 ) ;

C = kríž ( A,B )

V dôsledku toho získame a 3x3 matice C to je krížový produkt z A a B . Každý stĺpec C predstavuje krížový produkt z príslušných stĺpcov A a B . Napríklad, C(:,1) je krížový produkt z A(:,1) a B(:,1) .

Príklad 3: Ako nájsť krížový súčin dvoch viacsmerných polí?

Daný MATLAB kód určuje krížový produkt C z daných viacsmerných polí A , pole náhodných celých čísel a B , pole náhodných čísel pomocou kríž () funkciu. Obe polia A a B majú rovnakú veľkosť.

A = rands ( 100 , 3 , 4 , 2 ) ;

B = randn ( 3 , 4 , 2 ) ;

C = kríž ( A,B )

V dôsledku toho získame a 3-krát-4-krát-2 pole C to je krížový produkt z A a B. Každý stĺpec C predstavuje krížový produkt z príslušných stĺpcov A a B . Napríklad, C(:,1,1) je krížovým produktom A(:,1,1) a B(:,1,1) .

Príklad 4: Ako nájsť krížový súčin dvoch viacsmerných polí pozdĺž danej dimenzie?

Zvážte polia A a B od Príklad 3 majúci veľkosť 3x3x3 a použiť kríž () funkciu nájsť ich krížový produkt pozdĺž rozmer dim=2 .

A = rands ( 100 , 3 , 3 , 3 ) ;

B = randn ( 3 , 3 , 3 ) ;

C = kríž ( A,B, 2 )

V dôsledku toho získame a 3x3x3 pole C to je krížový produkt z A a B . Každý riadok C predstavuje krížový súčin príslušných riadkov A a B. Napríklad, C(1,,1) je krížovým produktom A(1;:,1) a B(1;:,1) .

Záver

Nájdenie krížový produkt dvoch vektorov je bežná operácia široko používaná v matematických a inžinierskych úlohách. Táto operácia môže byť vykonaná v MATLAB pomocou vstavaného kríž () funkciu. Táto príručka vysvetľuje rôzne spôsoby implementácie krížový produkt v MATLABE na viacerých príkladoch.