什麼是向量大小計算器?
向量大小計算器能根據向量的各個分量,算出向量的長度。無論你處理的是簡單的 2D 位置向量,還是物理、機器學習或資料分析中的高維向量,這個工具都能即時計算出向量的大小(也稱為範數或模)。它支援 2D 至 5D 的向量,你可以先輸入 X 與 Y,再依需要加入選填的 Z、W、V 分量。
如何使用本計算器
- 選擇你需要的維度數(2D、3D、4D 或 5D)。
- 輸入 X 與 Y 分量。
- 若選了更高的維度,再依需要填入 Z、W、V。
- 讀取向量大小——計算器會自動回傳結果。
任何分量都可以填入正值或負值;向量大小永遠是零或正數。
公式說明
向量的大小,等於各分量平方和的平方根。這正是畢氏定理(勾股定理)向任意維度的直接延伸:
- 2D:\(\|\vec{v}\| = \sqrt{x^{2} + y^{2}}\)
- 3D:\(\|\vec{v}\| = \sqrt{x^{2} + y^{2} + z^{2}}\)
- nD:\(\|\vec{v}\| = \sqrt{x_{1}^{2} + x_{2}^{2} + \ldots + x_{n}^{2}}\)
每多一個維度,就只是在平方根裡多加一個平方項,因此相同的邏輯能從 2D 一路順暢地延伸到 5D。
範例演算
假設你有一個 3D 向量,分量為 X = 3、Y = 4、Z = 12。各自平方後得到 9、16 與 144,相加為 169。169 的平方根為 13,因此這個向量的大小恰好是 13。這個漂亮的結果,正是廣為人知的畢氏四元數組。
$$\|\vec{v}\| = \sqrt{3^{2} + 4^{2} + 12^{2}} = \sqrt{9 + 16 + 144} = \sqrt{169} = 13$$
常見問題
向量大小代表什麼?它代表向量的直線長度——從尾端(原點)到頭端的距離,與方向無關。
向量大小會是負數嗎?不會。由於每個分量都會先平方再相加,平方根裡的數值永遠不會是負的,所以向量大小一定是零或正數。
如果所有分量都是零呢?那麼向量大小為零,這稱為零向量——它有長度,卻沒有明確的方向。
為什麼要支援到 5D?高維向量在機器學習、統計學與工程中很常見,因為資料點往往帶有許多特徵。相同的公式在任意維度都成立。