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两个向量的向量积怎么求

2025-11-07 14:10:27

问题描述:

两个向量的向量积怎么求,求路过的高手停一停,帮个忙!

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2025-11-07 14:10:27

两个向量的向量积怎么求】在向量代数中,向量积(也称为叉积)是一种重要的运算方式,常用于三维空间中计算两个向量之间的垂直方向。向量积的结果是一个新的向量,其方向由右手定则决定,大小等于两个向量所形成的平行四边形的面积。

下面我们将对“两个向量的向量积怎么求”进行总结,并通过表格形式清晰展示其计算方法和相关公式。

一、向量积的基本概念

- 定义:设向量 a = (a₁, a₂, a₃) 和向量 b = (b₁, b₂, b₃),它们的向量积记作 a × b。

- 结果:向量积的结果是一个向量,且与原两个向量都垂直。

- 方向:由右手定则确定。

- 模长:a × b = absinθ,其中 θ 是两向量之间的夹角。

二、向量积的计算方法

向量积的计算可以通过行列式法或分量乘法来实现。

方法一:行列式法

向量积 a × b 可以表示为如下行列式:

$$

\mathbf{a} \times \mathbf{b} =

\begin{vmatrix}

\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\

a_1 & a_2 & a_3 \\

b_1 & b_2 & b_3 \\

\end{vmatrix}

$$

展开后得到:

$$

\mathbf{a} \times \mathbf{b} =

(a_2b_3 - a_3b_2)\mathbf{i} - (a_1b_3 - a_3b_1)\mathbf{j} + (a_1b_2 - a_2b_1)\mathbf{k}

$$

方法二:分量乘法

直接计算每个分量:

- x 分量:$ a_2b_3 - a_3b_2 $

- y 分量:$ a_3b_1 - a_1b_3 $

- z 分量:$ a_1b_2 - a_2b_1 $

三、向量积的性质

属性 描述
非交换性 $ \mathbf{a} \times \mathbf{b} = -(\mathbf{b} \times \mathbf{a}) $
线性性 $ (\alpha \mathbf{a}) \times \mathbf{b} = \alpha (\mathbf{a} \times \mathbf{b}) $,其中 α 为标量
分配律 $ \mathbf{a} \times (\mathbf{b} + \mathbf{c}) = \mathbf{a} \times \mathbf{b} + \mathbf{a} \times \mathbf{c} $
与零向量的关系 $ \mathbf{a} \times \mathbf{0} = \mathbf{0} $

四、向量积的几何意义

- 向量积的方向与两个向量所在的平面垂直;

- 向量积的模长等于两个向量构成的平行四边形的面积;

- 如果两个向量共线,则它们的向量积为零向量。

五、示例计算

假设向量 a = (1, 2, 3),向量 b = (4, 5, 6),则:

$$

\mathbf{a} \times \mathbf{b} =

(2×6 - 3×5)\mathbf{i} - (1×6 - 3×4)\mathbf{j} + (1×5 - 2×4)\mathbf{k}

= (12 - 15)\mathbf{i} - (6 - 12)\mathbf{j} + (5 - 8)\mathbf{k}

= -3\mathbf{i} + 6\mathbf{j} - 3\mathbf{k}

$$

即:a × b = (-3, 6, -3)

六、总结表格

项目 内容
定义 两个向量的向量积是另一个向量,方向垂直于原两向量,模长为两向量所成平行四边形的面积
计算方式 行列式法或分量乘法
公式 $ \mathbf{a} \times \mathbf{b} = (a_2b_3 - a_3b_2, a_3b_1 - a_1b_3, a_1b_2 - a_2b_1) $
性质 非交换、线性、分配律等
几何意义 方向垂直于原向量平面,模长为面积
示例 若 a=(1,2,3), b=(4,5,6),则 a×b=(-3,6,-3)

通过以上内容,我们对“两个向量的向量积怎么求”有了全面的理解和掌握。无论是理论推导还是实际计算,都可以通过上述方法完成。

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