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输入计算

数学公式

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结果

向量分量
(8.6603, 5)
x 分量与 y 分量
x 分量 8.660254
y 分量 5
模长 (r) 10
角度(度) 30

什么是向量分量计算器?

这个工具可以把以极坐标形式(模长加方向角)表示的二维向量,分解为直角坐标系下的 x 分量和 y 分量。无论是物理、工程、导航还是计算机图形学,只要需要把力、速度或位移拆分到相互垂直的坐标轴上,都会用到它。

使用方法

输入向量的模长(也就是它的长度 \(r\))和方向角(\(\theta\)),选择角度采用「度」还是「弧度」,即可读出对应的 x 分量和 y 分量。这里的角度是从 x 轴正方向开始、按逆时针方向测量的,这也是数学中的标准约定。

公式详解

一个长度为 \(r\)、方向角为 \(\theta\) 的向量,在两条坐标轴上的投影为:

$$V_x = r \cos\!\left(\theta\right), \quad V_y = r \sin\!\left(\theta\right)$$

余弦给出长度在水平轴上所占的部分,正弦给出长度在竖直轴上所占的部分。这两个相互垂直的分量重新组合,就能还原出原来的向量——这也印证了勾股定理:\(\sqrt{x^2 + y^2} = r\)。

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x-y 坐标轴上的向量,显示在角度 theta 处的大小 r,以及作为直角三角形虚线两边的 x 和 y 分量
向量的大小 \(r\) 和角度 \(\theta\) 可分解为分量 \(x = r\cos(\theta)\) 和 \(y = r\sin(\theta)\)。

实例演算

假设一个力的模长 \(r = 10\ \text{N}\),方向角 \(\theta = 30°\)。那么 $$x = 10\cos(30°) = 10 \cdot 0.86603 \approx 8.6603\ \text{N}$$ $$y = 10\sin(30°) = 10 \cdot 0.5 = 5\ \text{N}$$ 因此这个力向量约为 \((8.66,\ 5.00)\)。

大小为 10、角度 30 度的向量分解为水平和垂直分量的例题
例题:大小为 10、角度 30° 的向量得出 \(x \approx 8.66\)、\(y = 5\)。

常见问题

角度是从哪个方向开始量的? 从 x 轴正方向开始,按逆时针方向测量(数学标准约定)。

可以用弧度吗? 可以——把角度单位切换为「弧度」即可。例如 \(\theta = \pi/2 \approx 1.5708\) 时,\(x = 0\),\(y = r\)。

如果我的角度是负数或超过 360° 怎么办? 三角函数能处理任意角度,所以负角度和大角度都没问题,它们会自动在圆周上「绕回来」。

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