mathématiques

produit scalaire

produit scalaire — anatomie d'une formule
6 formules

Description

Le produit scalaire, également appelé produit interne, est une opération algébrique qui prend deux suites de nombres de même longueur (généralement des vecteurs) et renvoie un nombre unique. Il est défini comme la somme des produits des entrées correspondantes. Géométriquement, il est égal au produit des normes des deux vecteurs et du cosinus de l'angle qui les sépare. Cela en fait un outil fondamental pour mesurer l'alignement des vecteurs.

Histoire

Le produit scalaire a été formalisé au XIXe siècle par des mathématiciens comme Hermann Grassmann et Josiah Willard Gibbs, qui ont développé le calcul vectoriel.

Comment ça marche

Étant donné deux vecteurs a = (a1, a2, ..., an) et b = (b1, b2, ..., bn), le produit scalaire est a1*b1 + a2*b2 + ... + an*bn. Si les vecteurs sont perpendiculaires, le produit scalaire est nul ; s'ils pointent dans la même direction, il est positif et égal au produit de leurs longueurs. Cette propriété est utilisée pour projeter un vecteur sur un autre et pour déterminer les angles dans des espaces multidimensionnels.

En pratique

Il est utilisé partout en physique et en ingénierie, du calcul du travail effectué par une force (force fois déplacement) aux algorithmes d'apprentissage automatique pour les mesures de similarité.

Anecdote

En mécanique quantique, le produit scalaire des vecteurs d'état donne l'amplitude de probabilité des transitions entre états.

Concept graph →

Formules

$$\rho_{\rm GJ} = -\frac{\mathbf{\Omega} \cdot \mathbf{B}}{2\pi c}$$
Charge density required to screen electric field in pulsar magnetosphere.
Ce qu'il y a dans la formule
\rho_{\rm GJ}variableGoldreich-Julian charge density — densité de charge coulomb per cubic metre
\mathbf{\Omega}variableAngular velocity vector of the neutron star — vitesse angulaire radian per second
\mathbf{B}variableMagnetic field vector — champ magnétique tesla
cconstanteUniversal constant, speed of light in vacuum — vitesse de la lumière = 299792458 metre per second
2\piconstanteMathematical constant, 2π — two pi = 6.283
\cdotopérateurScalar product of two vectors — produit scalaire
$$\vec{v}_{\text{sky}} = \vec{v} - (\vec{v} \cdot \hat{d})\hat{d}$$
Tangential velocity is total velocity minus its radial component.
Ce qu'il y a dans la formule
\vec{v}_{\text{sky}}variabletangential (sky-projected) velocity — vitesse metre per second
\vec{v}variabletotal velocity vector — vitesse metre per second
\hat{d}variableunit vector along the line of sight — vecteur unitaire
\cdotopérateurscalar product of two vectors — produit scalaire
$$\tilde{\mu} = \mu (1 + A_D (\hat{n} \cdot \hat{p}))$$
Adds dipole modulation to a distance or magnitude measure.
Ce qu'il y a dans la formule
\tilde{\mu}variableCorrected distance modulus or magnitude — distance modulus
\muvariableOriginal distance modulus or magnitude — distance modulus
A_DvariableAmplitude of dipole anisotropy — sans dimension
\hat{n}variableUnit vector in the direction of observation — direction
\hat{p}variableUnit vector pointing toward the dipole axis — direction
\cdotopérateurScalar product of two vectors — produit scalaire
$$E = -\boldsymbol{\mu} \cdot \mathbf{B}$$
Energy of a magnetic moment in a magnetic field.
Ce qu'il y a dans la formule
Evariablemagnetic energy of the moment — énergie joule
\boldsymbol{\mu}variablemagnetic dipole moment — magnetic dipole moment ampere square metre
\mathbf{B}variablemagnetic field — champ magnétique tesla
\cdotopérateurtakes the scalar product of two vectors — produit scalaire
$$ rac{m_1 oldsymbol{\chi}_1 oldsymbol{\cdot} oldsymbol{L} + m_2 oldsymbol{\chi}_2 oldsymbol{\cdot} oldsymbol{L}}{m_1 + m_2}$$
Weighted average of spin projections onto the orbital angular momentum.
Ce qu'il y a dans la formule
m_1variablemass of the first compact object — masse kilogram
m_2variablemass of the second compact object — masse kilogram
\boldsymbol{\chi}_1variabledimensionless spin vector of the first object — dimensionless spin
\boldsymbol{\chi}_2variabledimensionless spin vector of the second object — dimensionless spin
\boldsymbol{L}variableunit vector along orbital angular momentum — vecteur unitaire
\cdotopérateurcomputes the scalar projection of one vector onto another — produit scalaire
$$H_{\text{HFI}} = \boldsymbol{\mu}_I \cdot \mathbf{A} \cdot \mathbf{S}$$
Interaction between nuclear and electron magnetic moments.
Ce qu'il y a dans la formule
H_{\text{HFI}}variablemagnetic hyperfine interaction Hamiltonian — hamiltonien joule
\boldsymbol{\mu}_Ivariablenuclear magnetic moment — moment magnétique ampere square metre
\mathbf{A}variablehyperfine coupling tensor — tenseur joule per ampere square metre
\mathbf{S}variableelectron spin operator — spin operator
\cdotopérateurscalar product of vectors — produit scalaire

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