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线性代数笔记4 求法向量叉乘公式

线性代数笔记4

什么是叉积

向量的叉积也叫外积、向量积、叉乘或矢量积。两个向量的叉积是这样表示的:

 

在二维空间内,向量A = ,B =

 

其几何意义就是以两个向量为边的平行四边形的面积,这在上篇文章中给出了详细说明。

此外,叉积也适用于两个在三维空间内的向量。在三维空间内,向量A = ,B = ,C =

 

i, j, k是三个维度中每个维度的单位向量,有点像三阶行列式,但并不是常理上的行列式,因为行列式不会出现向量,这里仅仅是为了便于表达和记忆。

从上面的描述中可以看出,叉积得到的是一个向量,而不是一个数字,也因此,A×B和B×A并不等同,实际上,

叉积的几何意义

向量的两个要素是模长和方向,让我们从这两个角度考虑叉积的几何意义。

在模长上,叉积的几何意义是以两个向量为边的平行四边形的面积:

两个相同向量的叉积是0,

 

如果用几何意义解释,二者构成一条线段,线段的面积是0。

在方向上,叉积垂直于平行四边形所在的平面:

由于叉积存在负值,所以垂直的方向可能向上或向下,具体方向根据右手法则判断。

右手法则很有意思,首先要保持拇指朝上,然后其他四指指向叉积的第一个向量,向内弯曲四指指向另一个向量。如果两个向量的方向能符合这个手势,此时拇指的方向就是叉积的方向;如果必须向外弯曲四指,拇指的反方向是叉积的方向。总之,最终能够以一个舒服的方向竖起拇指就对了。

叉积的作用计算平行六面体的体积

所谓平行六面体,就是六面体的每个面都是平行四边形,如下图所示:

向量H是垂直于底面的向量,|H|是六面体的高,可看作向量A在H方向上的分量,分量可以用点积表示,这在

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