Tích vô hướng của hai vectơ

Kéo hai vectơ ab chung gốc. Xem góc θ giữa chúng, hình chiếu của b lên a, và công thức a·b = |a||b|cosθ = aₓbₓ + a_yb_y cập nhật theo thời gian thực.

a·b = |a||b|cos θ = 0   ⟂ Vuông góc
a = (0; 0), |a| = 0 b = (0; 0), |b| = 0 θ = 0°

💡 Kéo đầu mũi tên a hoặc b. Khi góc nhọn tích dương (xanh), góc tù tích âm (đỏ), vuông góc tích bằng 0.

Thấy hay? Chia sẻ cho bạn bè: f Facebook 𝕏 X

Tích vô hướng là gì?

Tích vô hướng của hai vectơ a và b là một số (không phải vectơ), ký hiệu a·b. Có hai cách tính luôn cho cùng kết quả: theo góc giữa hai vectơ, a·b = |a|·|b|·cosθ; và theo tọa độ, a·b = aₓ·bₓ + a_y·b_y. Nó đo mức độ hai vectơ "cùng hướng" với nhau.

Các bước tính a·b

  1. Tính theo tọa độ: nhân các thành phần cùng tên rồi cộng: a·b = aₓbₓ + a_yb_y.
  2. Tính độ dài: |a| = √(aₓ² + a_y²) và tương tự cho |b|.
  3. Tìm góc: cosθ = (a·b) / (|a|·|b|), từ đó suy ra θ.
  4. Đọc dấu: θ nhọn → dương, θ tù → âm, θ = 90° → bằng 0 (vuông góc).

Vì sao a·b liên quan đến hình chiếu?

Đặt hai vectơ chung gốc và hạ hình chiếu của b xuống đường thẳng chứa a. Độ dài hình chiếu (có dấu) là |b|·cosθ. Nhân với |a| ta được a·b = |a|·(|b|cosθ). Vì thế tích vô hướng chính là "độ dài của a" nhân "phần của b nằm dọc theo a". Khi b nghiêng quá 90° so với a, hình chiếu đổi chiều nên tích âm; khi b vuông góc a, hình chiếu bằng 0 nên tích bằng 0.

Tính chất và trường hợp đặc biệt

Tích vô hướng có tính giao hoán (a·b = b·a) và phân phối với phép cộng (a·(b + c) = a·b + a·c). Một trường hợp đặc biệt quan trọng: a·a = |a|², nghĩa là tích vô hướng của một vectơ với chính nó bằng bình phương độ dài của nó — đây là cầu nối để tính độ dài và chứng minh nhiều hệ thức. Ngoài ra, |a·b| ≤ |a||b| (bất đẳng thức Cauchy–Schwarz) vì |cosθ| ≤ 1; dấu bằng xảy ra khi hai vectơ cùng phương. Nhờ a·b = 0 ⇔ a ⟂ b, tích vô hướng trở thành công cụ gọn nhất để kiểm tra tính vuông góc.

Ứng dụng thực tế

Tích vô hướng xuất hiện khi:

Khám phá thêm