解析几何 周维祺
a⃗×b⃗⊥a⃗,b⃗\vec a\times\vec b\perp\vec a, \vec ba×b⊥a,b
a⃗,b⃗,a⃗×b⃗\vec a, \vec b, \vec a\times \vec ba,b,a×b呈逆时针序
∥a⃗×b⃗∥=∥a⃗∥∥b⃗∥sinθ\|\vec a\times\vec b\|=\|\vec a\|\|\vec b\|\sin\theta∥a×b∥=∥a∥∥b∥sinθ (θ\thetaθ是a⃗,b⃗\vec a,\vec ba,b的夹角)
反对称性: a⃗×b⃗=−b⃗×a⃗\vec a\times \vec b=-\vec b\times \vec aa×b=−b×a
从而a⃗×a⃗=0\vec a\times \vec a=0a×a=0 (思考:为什么)
(首位)线性性: (a⃗+c⃗)×b⃗=a⃗×b⃗+c⃗×b⃗(\vec a+\vec c)\times \vec b=\vec a\times \vec b+\vec c\times \vec b(a+c)×b=a×b+c×b (ka⃗)×b⃗=ka⃗×b⃗(k\vec a)\times \vec b=k\vec a\times \vec b(ka)×b=ka×b
设a⃗=a1e⃗x+a2e⃗y\vec a=a_1\vec e_x+a_2\vec e_ya=a1ex+a2ey, b⃗=b1e⃗x+b2e⃗y\vec b=b_1\vec e_x+b_2\vec e_yb=b1ex+b2ey, e⃗x⊥e⃗y\vec e_x\perp\vec e_yex⊥ey
a⃗×b⃗=(a1e⃗x+a2e⃗y)×(b1e⃗x+b2e⃗y)\vec a\times \vec b=(a_1\vec e_x+a_2\vec e_y)\times(b_1\vec e_x+b_2\vec e_y)a×b=(a1ex+a2ey)×(b1ex+b2ey)
展开: =a1b1e⃗x×e⃗x⏟=0+a1b2e⃗x×e⃗y+a2b1e⃗y×e⃗x⏟=−e⃗x×e⃗y+a2b2e⃗y×e⃗y⏟=0=a_1b_1\underbrace{\vec e_x\times\vec e_x}_{=0}+a_1b_2\vec e_x\times\vec e_y+a_2b_1\underbrace{\vec e_y\times\vec e_x}_{=-\vec e_x\times\vec e_y}+a_2b_2\underbrace{\vec e_y\times\vec e_y}_{=0}=a1b1=0ex×ex+a1b2ex×ey+a2b1=−ex×eyey×ex+a2b2=0ey×ey
a⃗×b⃗=(a1b2−a2b1)x⃗×y⃗\vec a\times\vec b=(a_1b_2-a_2b_1)\vec x\times\vec ya×b=(a1b2−a2b1)x×y
a1b2−a2b1=det(a1b1a2b2)a_1b_2-a_2b_1=\det\begin{pmatrix}a_1 & b_1 \\ a_2 & b_2\end{pmatrix}a1b2−a2b1=det(a1a2b1b2)
即a⃗,b⃗\vec a,\vec ba,b所围成的平行四边形的面积,亦即∥a⃗∥∥b⃗∥sinθ\|\vec a\|\|\vec b\|\sin\theta∥a∥∥b∥sinθ
令 x⃗=(1,0,0)\vec x=(1,0,0)x=(1,0,0), y⃗=(0,1,0)\vec y=(0,1,0)y=(0,1,0), z⃗=(0,0,1)\vec z=(0,0,1)z=(0,0,1)
练习: x⃗×y⃗=?\vec x\times\vec y=?x×y=?, y⃗×z⃗=?\vec y\times\vec z=?y×z=? ,z⃗×x⃗=?\vec z\times\vec x=?z×x=?
x⃗×y⃗=z⃗\vec x\times\vec y=\vec zx×y=z, y⃗×z⃗=x⃗\vec y\times\vec z=\vec xy×z=x ,z⃗×x⃗=y⃗\vec z\times\vec x=\vec yz×x=y
a⃗=a1x⃗+a2y⃗+a3z⃗\vec a=a_1\vec x+a_2\vec y+a_3\vec za=a1x+a2y+a3z
b⃗=b1x⃗+b2y⃗+b3z⃗\vec b=b_1\vec x+b_2\vec y+b_3\vec zb=b1x+b2y+b3z
a⃗×b⃗=det(x⃗y⃗z⃗a1a2a3b1b2b3)\vec a\times\vec b=\det\begin{pmatrix} \vec x & \vec y & \vec z \\ a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \end{pmatrix}a×b=det⎝⎛xa1b1ya2b2za3b3⎠⎞
计算 (a1x⃗+a2y⃗+a3z⃗)×(b1x⃗+b2y⃗+b3z⃗)(a_1\vec x+a_2\vec y+a_3\vec z)\times(b_1\vec x+b_2\vec y+b_3\vec z)(a1x+a2y+a3z)×(b1x+b2y+b3z)
a⃗=(3,−6,2)\vec a=(3,-6,2)a=(3,−6,2), b⃗=(2,3,6)\vec b=(2,3,6)b=(2,3,6), 求a⃗×b⃗\vec a\times\vec ba×b
外积的描述性定义
外积的代数性质
外积的计算