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输入计算

数学公式

Show calculation steps (4)
  1. Magnitude of A

    Magnitude of A: 向量计算器

    Length of vector A

  2. Magnitude of B

    Magnitude of B: 向量计算器

    Length of vector B

  3. Cross Product

    Cross Product: 向量计算器

    Vector cross product A x B with components Cx, Cy, Cz

  4. Angle Between Vectors

    Angle Between Vectors: 向量计算器

    Angle in degrees between A and B from the dot product

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结果

点积 (A · B)
32
标量
A 的模长 3.7417
B 的模长 8.775
叉积 A × B (-3, 6, -3)
A × B 的模长 7.3485
A 与 B 的夹角 12.93°

什么是向量计算器?

这款向量计算器适用于两个三维向量 A 和 B,每个向量都由 X、Y、Z 三个分量来确定。只需输入这六个数字,它就能帮你算出数学、物理和工程中最常用的几个向量量:每个向量的模长(即长度)、点积、叉积,以及两个向量之间的夹角。它是一个通用的数学工具,不依赖任何国家的规定,也不限定单位制。

使用方法

分别填入向量 A 和向量 B 的 X、Y、Z 分量。如果某个分量用不到,填 0 即可(比如要处理二维向量,把 Z 设为 0 就行)。点击「计算」后,你会看到突出显示的点积结果,以及两个向量的模长、叉积向量及其模长,还有 A 与 B 之间以「度」为单位的夹角。

公式详解

向量的模长等于各分量平方和的平方根:

$$\lVert v\rVert = \sqrt{x^{2} + y^{2} + z^{2}}$$

点积是把对应分量相乘再相加:

$$\vec{a}\cdot\vec{b} = a_x b_x + a_y b_y + a_z b_z$$

它与夹角 \(\theta\) 的关系为 \(\vec{a}\cdot\vec{b} = \lVert a\rVert\,\lVert b\rVert\cos\theta\)。叉积会得到一个同时垂直于两个输入向量的新向量,其分量为

$$\vec{a}\times\vec{b} = (a_y b_z - a_z b_y,\ a_z b_x - a_x b_z,\ a_x b_y - a_y b_x)$$
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两个向量的叉积,展示垂直的结果向量和右手定则
叉积 A×B 根据右手定则得到一个与两者都垂直的向量。
从同一原点出发的两个三维向量,展示它们在坐标轴上的夹角
共享同一原点的两个向量 A 和 B,在 x、y、z 轴上它们之间的夹角为 θ。

实例演算

设 A = (1, 2, 3),B = (4, 5, 6)。点积

$$1\cdot 4 + 2\cdot 5 + 3\cdot 6 = 4 + 10 + 18 = 32$$

\(\lVert A\rVert = \sqrt{1+4+9} = \sqrt{14} \approx 3.7417\),\(\lVert B\rVert = \sqrt{16+25+36} = \sqrt{77} \approx 8.7750\)。叉积

$$\vec{A}\times\vec{B} = (2\cdot 6 - 3\cdot 5,\ 3\cdot 4 - 1\cdot 6,\ 1\cdot 5 - 2\cdot 4) = (-3,\ 6,\ -3)$$

其模长为 \(\sqrt{9+36+9} = \sqrt{54} \approx 7.3485\)。夹角

$$\theta = \arccos\!\left( \frac{32}{3.7417\cdot 8.7750} \right) \approx 12.93^\circ$$

常见问题

可以计算二维向量吗? 可以——把两个向量的 Z 分量都设为 0,所有公式依然成立。

叉积能告诉我什么? 它给出一个同时垂直于两个输入向量的向量,其模长正好等于这两个向量所张成的平行四边形的面积。

如果某个向量是零向量怎么办? 这时模长为 0,夹角无法定义,因此本工具会在这种情况下把夹角显示为 0。

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