จะใช้ cross product ใน MATLAB ได้อย่างไร

Ca Chi Cross Product Ni Matlab Di Xyangri



การค้นหาผลคูณของเวกเตอร์สองตัวเป็นการดำเนินการทางคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการปฏิบัติงานทางคณิตศาสตร์และฟิสิกส์หลายอย่าง มีสองวิธีในการกำหนดผลคูณของเวกเตอร์สองตัว หนึ่งคือ สเกลาร์หรือผลคูณดอท และอีกอันคือ ครอสหรือผลิตภัณฑ์เวกเตอร์ . ก ผลิตภัณฑ์สเกลาร์ คือปริมาณทางกายภาพที่ส่งกลับค่าสเกลาร์หลังจากคูณเวกเตอร์สองตัว เมื่อเปรียบเทียบแล้ว ผลิตภัณฑ์เวกเตอร์ คือปริมาณทางกายภาพที่ส่งคืนเวกเตอร์หลังจากคูณเวกเตอร์สองตัว

การคำนวณผลคูณของเวกเตอร์ขนาดใหญ่ไม่ใช่เรื่องง่าย อาจต้องใช้การคำนวณและเวลาจำนวนมากในขณะที่คำนวณด้วยตนเอง อย่างไรก็ตาม ในยุคของเครื่องมือคอมพิวเตอร์ระดับสูงในปัจจุบัน เราพอใจกับ MATLAB ที่ทำให้การคำนวณจำนวนมากในระยะเวลาสั้นที่สุดโดยใช้ฟังก์ชันในตัว ฟังก์ชั่นหนึ่งดังกล่าวคือ ข้าม() ซึ่งช่วยให้เราสามารถหาผลคูณไขว้ของเวกเตอร์สองตัวได้

บทช่วยสอนนี้จะค้นพบ:







Cross-Product คืออะไร?

ที่ ข้ามผลิตภัณฑ์ ของเวกเตอร์สองตัวคือปริมาณทางกายภาพที่คำนวณโดยการคูณเวกเตอร์สองตัว มันจะส่งกลับเวกเตอร์ ตั้งฉาก ให้กับเวกเตอร์สองตัวที่กำหนด ถ้า และ บี คือปริมาณเวกเตอร์สองปริมาณ ผลคูณไขว้ของพวกมันคือ:





ที่ไหน ก็เป็นปริมาณเวกเตอร์เช่นกัน และตั้งฉากกับทั้งคู่ และ บี .





เหตุใดเราจึงต้องพิจารณาผลิตภัณฑ์ Cross

ที่ ข้ามผลิตภัณฑ์ ทำงานหลายอย่างในวิชาฟิสิกส์ คณิตศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์ บางส่วนได้รับด้านล่าง

ที่ ข้ามผลิตภัณฑ์ ใช้เพื่อค้นหา:



  • พื้นที่ของรูปสามเหลี่ยม
  • มุมระหว่างเวกเตอร์สองตัว
  • เวกเตอร์หน่วยที่ตั้งฉากกับเวกเตอร์สองตัว
  • พื้นที่ของสี่เหลี่ยมด้านขนาน
  • เส้นตรงระหว่างเวกเตอร์สองตัว

จะใช้ cross product ของ Two Vectors ใน MATLAB ได้อย่างไร

MATLAB อำนวยความสะดวกให้กับเราด้วยบิวท์อิน ข้าม() ฟังก์ชั่นเพื่อค้นหา ข้ามผลิตภัณฑ์ ของเวกเตอร์สองตัว ฟังก์ชันนี้ยอมรับเวกเตอร์สองตัวเป็นอินพุตบังคับและจัดเตรียมเวกเตอร์เหล่านั้น ข้ามผลิตภัณฑ์ t ในแง่ของปริมาณเวกเตอร์

ไวยากรณ์

ที่ ข้าม() ฟังก์ชั่นสามารถนำไปใช้ใน MATLAB ด้วยวิธีที่กำหนด:

ค = ข้าม ( เอ บี )

ค = ข้าม ( เอ บี สลัว )

ที่นี่,

ฟังก์ชั่น C = กากบาท(A,B) มีหน้าที่คำนวณหา ข้ามผลิตภัณฑ์ C ของเวกเตอร์ที่กำหนด และ บี .

  • ถ้า เอ และ บี แทนเวกเตอร์ พวกมันต้องมี a ขนาด เท่ากับ 3 .
  • ถ้า เอ และ บี เป็นตัวแทนของเมทริกซ์สองตัวหรืออาร์เรย์หลายทิศทาง ซึ่งจะต้องมีขนาดเท่ากัน ในสถานการณ์เช่นนี้ ข้าม() ฟังก์ชั่นจะพิจารณา เอ และ บี เป็นชุดของเวกเตอร์ที่มีองค์ประกอบ 3 ตัวแล้วคำนวณ ข้ามผลิตภัณฑ์ ไปตามมิติที่หนึ่งซึ่งมีขนาดเท่ากัน 3.

ฟังก์ชั่น C = กากบาท (A, B, สลัว) มีหน้าที่คำนวณหา ข้ามผลิตภัณฑ์ C ของสองอาร์เรย์ที่กำหนด เอ และ บี ไปพร้อม ๆ กับ มิติสลัว . โปรดจำไว้ว่า เอ และ บี ต้องเป็นอาร์เรย์สองตัวที่มีขนาดเท่ากันและ ขนาด(A,สลัว) , และ ขนาด(B,สลัว) จะต้องเท่ากับ 3 . ที่นี่, สลัว เป็นตัวแปรที่มีปริมาณสเกลาร์เป็นบวก

ตัวอย่าง

พิจารณาตัวอย่างบางส่วนเพื่อทำความเข้าใจการใช้งานจริงของ ข้าม() ฟังก์ชั่นใน MATLAB

ตัวอย่างที่ 1: จะพิจารณาผลคูณไขว้ของเวกเตอร์สองตัวได้อย่างไร

ในตัวอย่างนี้ เราคำนวณ ข้ามผลิตภัณฑ์ C ของเวกเตอร์ที่กำหนดและการใช้ ข้าม() การทำงาน.

เอ = [ - - 7 9 2.78 ] ;

บี = [ 1 0 - - 7 ] ;

ค = ข้าม ( เอ บี )

ตอนนี้เราสามารถตรวจสอบผลลัพธ์ของเราได้แล้ว โดยรับมัน ผลิตภัณฑ์ดอท กับเวกเตอร์ เอ และ บี ถ้า เป็น ตั้งฉาก ถึงเวกเตอร์ทั้งสอง เอ และ บี มันหมายถึง คือ ข้ามผลิตภัณฑ์ ของ เอ และ บี . เราสามารถตรวจสอบ ความตั้งฉาก ของ กับ เอ และ บี โดยรับมัน ผลิตภัณฑ์ดอท กับ เอ และ บี . ถ้า ผลิตภัณฑ์ดอท ของ กับ เอ และ บี เท่ากับ 0. มันหมายถึง เป็น ตั้งฉาก ถึง เอ และ บี .

จุด ( ซี,เอ ) == 0 && จุด ( ซี, บี ) == 0

หลังจากดำเนินการข้างต้นแล้ว การทดสอบความตั้งฉาก เราได้รับก ค่าตรรกะของ 1 ที่บอกเป็นนัยว่าการดำเนินการข้างต้นเป็นจริง ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าเวกเตอร์ผลลัพธ์ แสดงถึง ข้ามผลิตภัณฑ์ ของเวกเตอร์ที่กำหนด เอ และ บี .

ตัวอย่างที่ 2: วิธีหาผลคูณไขว้ของเมทริกซ์สองตัว

ตัวอย่างที่กำหนดจะคำนวณ ข้ามผลิตภัณฑ์ C ของเมทริกซ์ที่กำหนด เอ, สร้างขึ้นโดยใช้ฟังก์ชัน magic() และ บี เมทริกซ์ของตัวเลขสุ่มโดยใช้ ข้าม() การทำงาน. เมทริกซ์ทั้งสอง และ บี มีขนาดเท่ากัน

เอ = มายากล ( 3 ) ;

บี = แรนด์ ( 3 , 3 ) ;

ค = ข้าม ( เอ บี )

เป็นผลให้เราได้รับ 3 ต่อ 3 เมทริกซ์ นั่นคือ ข้ามผลิตภัณฑ์ ของ และ บี . แต่ละคอลัมน์ของ แสดงถึง ข้ามผลิตภัณฑ์ ของคอลัมน์ที่เกี่ยวข้องของ และ บี . ตัวอย่างเช่น, ค(:,1) คือ ข้ามผลิตภัณฑ์ ของ ก(:,1) และ ข(:,1) .

ตัวอย่างที่ 3: วิธีค้นหาผลคูณของอาร์เรย์หลายทิศทางสองตัว

รหัส MATLAB ที่กำหนดจะกำหนด ข้ามผลิตภัณฑ์ C ของอาร์เรย์หลายทิศทางที่กำหนด , อาร์เรย์ของจำนวนเต็มสุ่ม และ บี อาร์เรย์ของตัวเลขสุ่มโดยใช้ ข้าม() การทำงาน. อาร์เรย์ทั้งสอง และ บี มีขนาดเท่ากัน

A = แรนด์ ( 100 , 3 , 4 , 2 ) ;

บี = แรนด์ ( 3 , 4 , 2 ) ;

ค = ข้าม ( เอ บี )

เป็นผลให้เราได้รับ 3 ต่อ 4 ต่อ 2 อาร์เรย์ นั่นคือ ข้ามผลิตภัณฑ์ ของ และ บี. แต่ละคอลัมน์ของ แสดงถึง ข้ามผลิตภัณฑ์ ของคอลัมน์ตามลำดับของ และ บี . ตัวอย่างเช่น, ค(:,1,1) คือผลคูณไขว้ของ ก(:,1,1) และ ข(:,1,1) .

ตัวอย่างที่ 4: วิธีค้นหาผลคูณของอาร์เรย์หลายทิศทางสองตัวตามมิติที่กำหนด

พิจารณาอาร์เรย์ และ บี จาก ตัวอย่างที่ 3 มีขนาด 3 ต่อ 3 ต่อ 3 และใช้ ข้าม() ฟังก์ชั่นเพื่อค้นหาของพวกเขา ข้ามผลิตภัณฑ์ ตาม มิติสลัว=2 .

A = แรนด์ ( 100 , 3 , 3 , 3 ) ;

บี = แรนด์ ( 3 , 3 , 3 ) ;

ค = ข้าม ( เอ บี 2 )

เป็นผลให้เราได้รับ 3 ต่อ 3 ต่อ 3 อาร์เรย์ นั่นคือ ข้ามผลิตภัณฑ์ ของ และ บี . แต่ละแถวของ แสดงถึงผลคูณไขว้ของแถวที่เกี่ยวข้องของ และ บี. ตัวอย่างเช่น, ค(1,,1) คือผลคูณไขว้ของ ก(1,:,1) และ ข(1,:,1) .

บทสรุป

การหา ข้ามผลิตภัณฑ์ ของเวกเตอร์สองตัวเป็นการดำเนินการทั่วไปที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานทางคณิตศาสตร์และวิศวกรรม การดำเนินการนี้สามารถทำได้ใน MATLAB โดยใช้บิวท์อิน ข้าม() การทำงาน. คู่มือนี้ได้อธิบายวิธีต่างๆ ในการดำเนินการ ข้ามผลิตภัณฑ์ ใน MATLAB โดยใช้หลายตัวอย่าง