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两个向量叉乘怎么算

2025-11-07 14:09:52

问题描述:

两个向量叉乘怎么算,真的熬不住了,求给个答案!

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2025-11-07 14:09:52

两个向量叉乘怎么算】在三维空间中,向量的叉乘(也称为向量积或外积)是一种重要的运算方式,常用于物理、工程和计算机图形学等领域。它能够得到一个与原两个向量都垂直的新向量,并且其方向由右手定则决定。下面将详细说明两个向量叉乘的计算方法,并通过表格形式进行总结。

一、叉乘的基本概念

设两个向量为 $\vec{a} = (a_1, a_2, a_3)$ 和 $\vec{b} = (b_1, b_2, b_3)$,它们的叉乘记作 $\vec{a} \times \vec{b}$,结果是一个新的向量,表示为:

$$

\vec{a} \times \vec{b} = (a_2b_3 - a_3b_2, a_3b_1 - a_1b_3, a_1b_2 - a_2b_1)

$$

这个结果向量的方向垂直于 $\vec{a}$ 和 $\vec{b}$ 所组成的平面,大小等于这两个向量所形成的平行四边形的面积。

二、叉乘的计算步骤

1. 写出两个向量的坐标:分别写出 $\vec{a} = (a_1, a_2, a_3)$ 和 $\vec{b} = (b_1, b_2, b_3)$。

2. 使用公式计算各分量:

- 第一分量:$a_2b_3 - a_3b_2$

- 第二分量:$a_3b_1 - a_1b_3$

- 第三分量:$a_1b_2 - a_2b_1$

3. 组合成新向量:将上述三个分量组合成一个新的向量 $\vec{c} = (c_1, c_2, c_3)$。

三、叉乘的性质

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

- 分配律:$\vec{a} \times (\vec{b} + \vec{c}) = \vec{a} \times \vec{b} + \vec{a} \times \vec{c}$

- 与标量相乘:$(k\vec{a}) \times \vec{b} = k(\vec{a} \times \vec{b})$

- 零向量情况:若 $\vec{a}$ 与 $\vec{b}$ 共线,则 $\vec{a} \times \vec{b} = \vec{0}$

四、叉乘计算示例

假设 $\vec{a} = (1, 2, 3)$,$\vec{b} = (4, 5, 6)$,那么:

- 第一分量:$2×6 - 3×5 = 12 - 15 = -3$

- 第二分量:$3×4 - 1×6 = 12 - 6 = 6$

- 第三分量:$1×5 - 2×4 = 5 - 8 = -3$

所以,$\vec{a} \times \vec{b} = (-3, 6, -3)$

五、总结表格

步骤 内容
1. 向量表示 $\vec{a} = (a_1, a_2, a_3)$,$\vec{b} = (b_1, b_2, b_3)$
2. 叉乘公式 $\vec{a} \times \vec{b} = (a_2b_3 - a_3b_2, a_3b_1 - a_1b_3, a_1b_2 - a_2b_1)$
3. 分量计算 $c_1 = a_2b_3 - a_3b_2$,$c_2 = a_3b_1 - a_1b_3$,$c_3 = a_1b_2 - a_2b_1$
4. 结果向量 $\vec{c} = (c_1, c_2, c_3)$
5. 性质 反交换性、分配律、与标量相乘、共线时为零向量

通过以上内容,可以清晰地了解两个向量叉乘的计算方法及基本性质。在实际应用中,掌握这一运算对于理解三维空间中的几何关系非常有帮助。

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