1樓:匿名使用者
正 三向量a,b,c的雙重向量積的證明方法很多,這裡介紹一種比較直觀的證法。
為了證明 a×(b×c)=(a·c)b-(a·b)c (1) 只需證明 a~0×(b~0×c~0)=(a~0·c~0)b~0-(a~0·b~0)·c~0 (2) 其中a~0,b~0,c~0為單位向量。因為若(2)成立,則在它的兩邊同時乘以|a|,|b|,|c|,立即得到(1)。
設三向量a,b,c都不是零向量,且b,c不共線以及a不與b,c垂直。將三向量的起點置於同一點o,b=ob和c=oc所在的平面為π,
向量的外積運算推導過程
2樓:山野田歩美
i=(1,0,0)
j=(0,1,0)
k=(0,0,1)
代入公式,再作加減即可
三階行列式
方法:(僅限三階)
沙路法:
把i,j兩列重抄在整個式子右方
左上到右下各項相乘再相加
i*ay*bz+j*az*bx+k*ax*by左下到右上各項相乘再相加
bx*ay*k+by*az*i+bz*ax*j前式減後式,即為此行列式之值
3樓:魚心曉
如下圖所示,向量在直角座標系下的表示形式。
向量外積公式
4樓:闖將
i=(1,0,0)
j=(0,1,0)
k=(0,0,1)
代入公式,再作加減即可
三階行列式方法:(僅限三階)
沙路法:
把i,j兩列重抄在整個式子右方
左上到右下各項相乘再相加
i*ay*bz+j*az*bx+k*ax*by左下到右上各項相乘再相加
bx*ay*k+by*az*i+bz*ax*j前式減後式,即為此行列式之值
5樓:匿名使用者
會代數餘子式行列式嗎
6樓:靳璞頻清潤
a.b=|a|.|b|sine
7樓:鈕玉芬孛辰
不需要用外積就可以求!
設三點為a、b、c,則向量ab與向量ac可求。(ab、ac、bc三個選哪兩個都可以)
設這個法向量是a=(x,y,z),則有向量a點乘向量ab為0,向量a點乘向量ac為0,
則可解出向量a,這裡要注意的是我們解出的a是含有一個參量的,可是是x、y、z中的任何一個,在具體題裡,可以根據已知去確定把三者的哪個定為參量,假設我們解出的是a=(2y,y,3y/5),再把y賦具體的值就可以,這裡可以是1,為了不出分數,也可以是5.
向量的外積表示式與方向。
8樓:匿名使用者
其中i,j,k是三個單位向量.
行列式按第一行就行.
外積定義
把向量外積定義為
:符號表示:a× b
大小:|a|·|b|·sin.
方向:右手定則:若座標系是滿足右手定則的,設z=x×y,|z|=|x||y|*sin;則x,y,z構成右手系,伸開右手手掌,四個手指從x軸正方向方向轉到y軸正方面,則大拇指方向即為z正軸方向。
外積的座標表示:
(x1,y1,z1)×(x2,y2,z2)=(y1z2-y2z1,z1x2-z2x1,x1y2-x2y1)
外積的分配律a× (b+c) = a ×b +a ×c
分配律的幾何證明方法很繁瑣,大意是用作圖的方法驗證。有興趣的話請自己參閱參考文獻中的證明。
下面給出代數方法。我們假定已經知道了:
1)外積的反對稱性:
a× b= - b× a.
這由外積的定義是顯然的。
2)內積(即數積、點積)的分配律:
a·(b+ c) = a·b+ a·c,
(a+ b)·c= a·c+ b·c.
這由內積的定義a·b= |a|·|b|·cos;,用投影的方法不難得到證明。
3)混合積的性質:
定義(a×b)·c為向量a,b,c的混合積,容易證明:
i) (a×b)·c的絕對值正是以a,b,c為三條鄰稜的平行六面體的體積 外積,其正負號由a,b,c的定向決定(右手係為正,左手係為負)。
簡單證明:體積v=底面積s×高h
=|a×b|×|h|
=|a×b|×|c|×(c·h)/(|c||h|)
=|a×b|×(c·h)/|h|
而|h|=|a×b|
所以 v=c·h=c·(a×b)
從而就推出:
ii) (a×b)·c= a·(b×c)
所以我們可以記a,b,c的混合積為(a,b,c).
由i)還可以推出:
iii) (a,b,c) = (b,c,a) = (c,a,b)
我們還有下面的一條顯然的結論:
iv) 若一個向量a同時垂直於三個不共面矢a1,a2,a3,則a必為零向量。
外積的分配律證明下面我們就用上面的1)2)3)來證明外積的分配律。
設r為空間任意向量,在r·(a×(b+ c))裡,交替兩次利用3)的ii)、iii)和數積分配律2),就有
r·(a×(b + c))
= (r×a)·(b+ c)
= (r×a)·b+ (r×a)·c
= r·(a×b) + r·(a×c)
= r·(a×b+ a×c)
移項,再利用數積分配律,得
r·(a×(b+ c) - (a×b+ a×c)) = 0
這說明向量a×(b+ c) - (a×b+a×c)垂直於任意一個向量。按3)的iv),這個向量必為零向量,即
a×(b+ c) - (a×b+ a×c) = 0
所以有a×(b+ c) = a×b+a×c.證畢
9樓:松茸人
向量積,數學中又稱外積、叉積,物理中稱矢積、叉乘,是一種在向量空間中向量的二元運算。與點積不同,它的運算結果是一個向量而不是一個標量。並且兩個向量的叉積與這兩個向量和垂直。
其應用也十分廣泛,通常應用於物理學光學和計算機圖形學中。
兩個向量a和b的叉積寫作a×b(有時也被寫成a∧b,避免和字母x混淆)。 [1]
定義向量積可以被定義為:。
模長:(在這裡θ表示兩向量之間的夾角(共起點的前提下)(0°≤θ≤180°),它位於這兩個向量所定義的平面上。)
方向:a向量與b向量的向量積的方向與這兩個向量所在平面垂直,且遵守右手定則。(一個簡單的確定滿足「右手定則」的結果向量的方向的方法是這樣的:
若座標系是滿足右手定則的,當右手的四指從a以不超過180度的轉角轉向b時,豎起的大拇指指向是c的方向。)
也可以這樣定義(等效):
向量積|c|=|a×b|=|a||b|sin
即c的長度在數值上等於以a,b,夾角為θ組成的平行四邊形的面積。
而c的方向垂直於a與b所決定的平面,c的指向按右手定則從a轉向b來確定。
*運算結果c是一個偽向量。這是因為在不同的座標系中c可能不同。 [1]
座標運算
設=(),=()。i,j,k分別是x,y,z軸方向的單位向量,則 [1] :
a×b=(-)i+(-)j+(-)k,為了幫助記憶,利用三階行列式,寫成det
證明為了更好地推導,我們需要加入三個軸對齊的單位向量i,j,k。
i,j,k滿足以下特點:
i=jxk;j=kxi;k=ixj;
kxj=–i;ixk=–j;jxi=–k;
ixi=jxj=kxk=0;(0是指0向量)
由此可知,i,j,k是三個相互垂直的向量。它們剛好可以構成一個座標系。
這三個向量的特例就是i=(1,0,0)j=(0,1,0)k=(0,0,1)。
對於處於i,j,k構成的座標系中的向量u,v我們可以如下表示:
u=xu*i+yu*j+zu*k;
v=xv*i+yv*j+zv*k;
那麼uxv=(xu*i+yu*j+zu*k)x(xv*i+yv*j+zv*k)
=xu*xv*(ixi)+xu*yv*(ixj)+xu*zv*(ixk)+yu*xv*(jxi)+yu*yv*(jxj)+yu*zv*(jxk)+zu*xv*(kxi)+zu*yv*(kxj)+zu*zv*(kxk)
由於上面的i,j,k三個向量的特點,所以,最後的結果可以簡化為
uxv=(yu*zv–zu*yv)*i+(zu*xv–xu*zv)*j+(xu*yv–yu*xv)*k。 [1]
與數量積的區別
注:向量積≠向量的積(向量的積一般指點乘)
一定要清晰地區分開向量積(矢積)與數量積(標積)。見下表。
幾何意義及其運用
叉積的長度|a×b|可以解釋成這兩個叉乘向量a,b共起點時,所構成平行四邊形的面積。據此有:混合積[abc]=(a×b)·c可以得到以a,b,c為稜的平行六面體的體積。 [1]
代數規則
1、反交換律:a×b=-b×a
2、加法的分配律:a×(b+c)=a×b+a×c。
3、與標量乘法相容:(ra)×b=a×(rb)=r(a×b)。
4、不滿足結合律,但滿足雅可比恆等式:a×(b×c)+b×(c×a)+c×(a×b)=0。
5、分配律,線性性和雅可比恆等式別表明:具有向量加法和叉積的r3構成了一個李代數。
6、兩個非零向量a和b平行,當且僅當a×b=0。 [1]
拉格朗日公式
這是一個著名的公式,而且非常有用:
(a×b)×c=b(a·c)-a(b·c)
a×(b×c)=b(a·c)-c(a·b)
證明過程如下:
二重向量叉乘化簡公式及證明
可以簡單地記成「bac-cab」。這個公式在物理上簡化向量運算非常有效。需要注意的是,這個公式對微分運算元不成立。
這裡給出一個和梯度相關的一個情形:
這是一個霍奇拉普拉斯運算元的霍奇分解的特殊情形。
另一個有用的拉格朗日恆等式是:
這是一個在四元數代數中範數乘法|vw|=|v||w|的特殊情形。 [2]
矩陣形式
給定直角座標系的單位向量i,j,k滿足下列等式:
i×j=k;
j×k=i;
k×i=j;
通過這些規則,兩個向量的叉積的座標可以方便地計算出來,不需要考慮任何角度:設
a=[a1,a2,a3]=a1i+a2j+a3k;
b=[b1,b2,b3]=b1i+b2j+b3k;
則a×b=[a2b3-a3b2,a3b1-a1b3,a1b2-a2b1]。
叉積也可以用四元數來表示。注意到上述i,j,k之間的叉積滿足四元數的乘法。一般而言,若將向量[a1,a2,a3]表示成四元數a1i+a2j+a3k,兩個向量的叉積可以這樣計算:
計算兩個四元數的乘積得到一個四元數,並將這個四元數的實部去掉,即為結果。更多關於四元數乘法,向量運算及其幾何意義請參看四元數(空間旋轉)。 [2]
高維情形
七維向量的叉積可以通過八元數得到,與上述的四元數方法相同。
七維叉積具有與三維叉積相似的性質:
雙線性性:x×(ay+bz)=ax×y+bx×z;(ay+bz)×x=ay×x+bz×x;
反交換律:x×y+y×x=0;
同時與x和y垂直:x·(x×y)=y·(x×y)=0;
拉格朗日恆等式:|x×y|²=|x|²|y|²-(x·y)²;
不同於三維情形,它並不滿足雅可比恆等式:x×(y×z)+y×(z×x)+z×(x×y)≠0。
希望我能幫助你解疑釋惑。
二重怪獸的主題二重怪獸
中文名 元素英雄 次新宇俠 日文名 e hero 英文名 elemental hero neos alius 卡片種類 效果怪獸 卡片密碼 69884162 使用限制 無限制 種族 戰士 屬性 光 星級 4 攻擊力 1900 防禦力 1300 罕見度 銀字r,面閃sr,平卡n,立體utr,斜碎scr...
二重積分證明題如圖,二重積分證明題如圖
先看被積函式 integrand,再看積分割槽域 boundary domain interval area a 先看被積函式 是否是關於x的對稱函式,再看是否是關於y的對稱函式 千萬不要急於求成,同時看是否是關於x y的對稱函式 b 再畫出積分割槽域,看看積分割槽域是否對稱與x軸,或對稱於y軸 a...
利用二重積分的幾何意義證明,利用二重積分的幾何意義,說明下列等式的正確性
二重積分 f x,y dxdy的幾何意義是曲頂柱體的體積,其中柱體的底為積分割槽域d,頂為z f x,y 確定的曲面。本題中z a 2 x 2 y 2 表示球體x 2 y 2 z 2 a 2的上半部分,底面時xoy平面上的x 2 y 2 a 2,根據幾何意義,積分等於這上半球體的體積 2 a 3 3...