
【計】 Euclidean space
Euclid
airspace; interspace; space; vacuum; void
【化】 space
【醫】 keno-; space
歐幾裡得空間(Euclidean space)是數學中基于歐幾裡得幾何公理體系定義的有限維實内積空間,主要用于描述經典物理和幾何學中的平直性結構。其核心特征包括:
$$
d(mathbf{a},mathbf{b}) = sqrt{sum_{i=1}^n (a_i - b_i)}
$$
定義,滿足非負性、對稱性和三角不等式。
該概念起源于歐幾裡得《幾何原本》中對平面和立體幾何的公理化描述,現廣泛應用于計算機圖形學(三維建模)、機器學習(特征空間)和工程學(矢量分析)等領域。現代數學中,其嚴格定義依賴于線性代數和拓撲學理論,強調标準正交基的存在性與空間的完備性。
歐幾裡得空間(Euclidean Space)是數學中用于描述經典幾何學的基本概念,其名稱源于古希臘數學家歐幾裡得在《幾何原本》中建立的幾何體系。以下是詳細解釋:
歐幾裡得空間是有限維的實數向量空間,通常用符號 (mathbb{R}^n) 表示((n) 為維度)。它的核心特征是引入了歐幾裡得度量(即我們熟悉的“直線距離”)和标準内積,從而能夠定義幾何學中的基本概念,如長度、角度、垂直性等。
點與向量
在 (mathbb{R}^n) 中,每個元素既可以表示為一個點(如坐标 ((x_1, x_2, dots, x_n))),也可以表示為一個向量(從原點到該點的有向線段)。
内積(點積)
兩個向量 (mathbf{u} = (u_1, u_2, dots, u_n)) 和 (mathbf{v} = (v_1, v_2, dots, v_n)) 的内積定義為:
[
mathbf{u} cdot mathbf{v} = u_1v_1 + u_2v_2 + dots + u_nv_n
]
内積可用于計算向量間的夾角和投影。
歐幾裡得範數(長度)
向量的長度由内積導出:
[
|mathbf{u}| = sqrt{mathbf{u} cdot mathbf{u}} = sqrt{u_1 + u_2 + dots + u_n}
]
歐幾裡得距離
兩點 (mathbf{u}) 和 (mathbf{v}) 之間的距離為:
[
d(mathbf{u}, mathbf{v}) = |mathbf{u} - mathbf{v}| = sqrt{(u_1 - v_1) + dots + (u_n - v_n)}
]
總結來說,歐幾裡得空間是經典幾何的數學基礎,通過内積和距離定義了直觀的幾何關系,廣泛應用于科學和工程領域。
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