两向量叉乘的计算公式_线性代数5——向量4(混合积)

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预备知识 矢量的叉乘
我们定义以下运算


为矢量
混合积. 混合积满足

这个公式可由图 1记忆.

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图 1:式 2 记忆法


图中箭头的方向由叉乘的方向(顺时针或逆时针)决定,与内积无关, 即

.如果混合积的顺序取与箭头相反的方向, 根据叉乘的性质,需要在前面加上负号(叉乘不满足乘法交换律). 式 2与式 3互为相反数

注意即使将混合积省略括号记为
或者
也应该理解为先叉乘后内积.
没有定义, 因为矢量不能叉乘标量.
几何法证明

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图 2:矢量混合积的几何意义


如图 2, 以三个矢量为棱作平行六面体. 可知

就是
所在平行四边形的面积. 令
, 则
为平面的法向量, 平行六面体的高为
, 所以平行六面体的体积等于底面积乘以高

同理可得对于同一平行六面体

这里只证明了式 2的绝对值, 要证明正负号, 定义
为负值即可.

代数法证明

预备知识 行列式
不难证明三矢矢积若展开成分量的形式,等于三个矢量组成的行列式


而利用行列式中任意两行置换符号改变,即可证明式 2.

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