Mathematik - Rechnen mit Vektoren - Winkel zwischen Vektoren

Die Formel zur Berechnung des Winkels ergibt sich als Umstellung der Formel für das Skalarprodukt

Die Formel zur Berechnung des Winkels ergibt sich als Umstellung der Formel für das Skalarprodukt:

`\display\cos(alpha) = (vec a · vec b)/(abs(vec a) cdot abs(vec b))`

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Verschiebe die roten Punkte und beobachte, dass der `cos(alpha)` immer mit dem Skalarprodukt der beiden Vektoren übereinstimmt. Man kann den Winkel zwischen diesen Vektoren also aus dem Skalarprodukt berechnen. Hier gilt:

`cos(alpha) = vec a · vec b`

Beachte: dies ist ein Sonderfall für Vektoren der Länge 1 (Einheitskreis). Vektoren beliebiger Länge müssen für die Winkelberechnung normiert werden. Dann gilt die allgemeine Formel von oben!

Beispiel Winkelberechnung

es soll der Winkel zwischen den beiden Vektoren `vec a=((7),(5),(-3))` und `vec b=((-1),(2),(-2))` berechnet werden.

`\display\cos(alpha) = (vec a · vec b)/(abs(vec a) cdot abs(vec b)) = (7*(-1)+5*2+(-3)*(-2))/(sqrt(7^2+5^2+(-3)^2)*sqrt((-1)^2+2^2+(-2)^2))=3/sqrt(83)`

`=> alpha ~~70,77°`