Определение и свойства
Для геометрических векторов евклидова пространства
\[(a,b)=|a|\,|b|\cos\varphi,\]
где \(\varphi\) — неориентированный угол между \(a\) и \(b\). Скалярное произведение обладает тремя основными свойствами: билинейностью, симметричностью и положительной определённостью. Последнее означает \((a,a)>0\) при \(a\ne0\) и \((0,0)=0\).1
Координатная формула и длина
В ортонормированном базисе \(e_1,\ldots,e_n\)
\[(a,b)=\sum_{i=1}^{n}a_i b_i.\]
Отсюда
\[|a|=\sqrt{a_1^2+\cdots+a_n^2}=\sqrt{(a,a)}.\]
Простая координатная формула \(\sum a_i b_i\) относится именно к ортонормированному базису.1
Угол и ортогональность
Для ненулевых \(a,b\)
\[\cos\varphi=\frac{(a,b)}{|a||b|}.\]
Для любых векторов условие \((a,b)=0\) является критерием ортогональности; в частности, нулевой вектор ортогонален любому. Формула угла выше применяется только к ненулевым векторам. Для ненулевого вектора \(b\) скалярная проекция \(a\) на ориентированное направление \(b\) равна
\[\operatorname{comp}_b a=\frac{(a,b)}{|b|},\]
а ортогональная векторная проекция —
\[\operatorname{proj}_b a=\frac{(a,b)}{(b,b)}\,b.\]1