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叉乘的计算

叉乘的计算

叉乘,也称为向量的外积或向量积,是线性代数中的一个重要概念,用于计算两个三维向量的叉乘。以下是叉乘的计算方法:

叉乘的计算公式

给定两个三维向量 \\( \\vec{a} = (a_1, a_2, a_3) \\) 和 \\( \\vec{b} = (b_1, b_2, b_3) \\),它们的叉乘 \\( \\vec{c} = \\vec{a} \\times \\vec{b} \\) 的分量由以下公式给出:

\\[ \\vec{c} = (c_1, c_2, c_3) = (a_2b_3 - a_3b_2, a_3b_1 - a_1b_3, a_1b_2 - a_2b_1) \\]

叉乘的性质

反交换律 : \\( \\vec{a} \\times \\vec{b} = - (\\vec{b} \\times \\vec{a}) \\)

模长 : \\( |\\vec{a} \\times \\vec{b}| = |\\vec{a}| |\\vec{b}| \\sin \\theta \\),其中 \\( \\theta \\) 是向量 \\( \\vec{a} \\) 和 \\( \\vec{b} \\) 之间的夹角。

方向 : 使用 右手法则 确定 \\( \\vec{c} \\) 的方向。具体地,将右手的食指指向 \\( \\vec{a} \\) 的方向,中指指向 \\( \\vec{b} \\) 的方向,那么拇指所指的方向就是 \\( \\vec{c} \\) 的方向。

叉乘的计算步骤

1. 确定向量 \\( \\vec{a} \\) 和 \\( \\vec{b} \\) 的分量。

2. 应用叉乘公式计算结果向量的分量:

\\[ c_1 = a_2b_3 - a_3b_2 \\]

\\[ c_2 = a_3b_1 - a_1b_3 \\]

\\[ c_3 = a_1b_2 - a_2b_1 \\]

3. 根据右手定则确定结果向量 \\( \\vec{c} \\) 的方向。

4. 计算结果向量 \\( \\vec{c} \\) 的模长:

\\[ |\\vec{c}| = \\sqrt{c_1^2 + c_2^2 + c_3^2} \\]

示例

假设 \\( \\vec{a} = (1, 2, 3) \\) 和 \\( \\vec{b} = (4, 5, 6) \\),则叉乘 \\( \\vec{c} \\) 的计算如下:

\\[ \\vec{c} = (2 \\times 6 - 3 \\times 5, 3 \\times 4 - 1 \\times 6, 1 \\times 5 - 2 \\times 4) \\]

\\[ \\vec{c} = (12 - 15, 12 - 6, 5 - 8) \\]

\\[ \\vec{c} = (-3, 6, -3) \\]

以上就是叉乘的计算方法。

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