Оглавление:
Определение векторного произведения
Три некомпланарных вектора , и , взятые в указанном порядке, образуют правую тройку, если с конца третьего вектора кратчайший поворот от первого вектора ко второму вектору виден совершающимся против часовой стрелки, и левую, если по часовой (см. рис. 16).
Векторным произведением вектора на вектор называется вектор , который:
1) перпендикулярен векторам и , т. е. и ;
2) имеет длину, численно равную площади параллелограмма, построенного на векторах и как на сторонах (см. рис. 17), т. е.
где
3) векторы , и образуют правую тройку.
Векторное произведение обозначается или .
Из определения векторного произведения непосредственно вытекают следующие соотношения между ортами и (см. рис. 18):
Докажем, например, что .
1)
2) , но ;
3) векторы и образуют правую тройку (см. рис. 16).
Свойства векторного произведения
1. При перестановке сомножителей векторное произведение меняет знак, т. е. (см. рис. 19).
Векторы и коллинеарны, имеют одинаковые модули (площадь параллелограмма остается неизменной), но противоположно направлены (тройки и противоположной ориентации). Стало быть, .
2. Векторное произведение обладает сочетательным свойством относительно скалярного множителя, т. е. .
Пусть . Вектор перпендикулярен векторам и . Вектор также перпендикулярен векторам и (векторы , лежат в одной плоскости). Значит, векторы и коллинеарны. Очевидно, что и направления их совпадают. Имеют одинаковую длину:
и
Поэтому . Аналогично доказывается при .
3. Два ненулевых вектора и коллинеарны тогда и только тогда, когда их векторное произведение равно нулевому вектору, т. е. .
Если , то угол между ними равен или . Но тогда . Значит, .
Если же , то . Но тогда или , т. е. .
В частности, .
4.Векторное произведение обладает распределительным свойством:
Примем без доказательства.
На этой странице размещён полный курс лекций с примерами решения по всем разделам высшей математики:
Другие темы по высшей математике возможно вам они будут полезны:
Выражение скалярного произведения через координаты |
Некоторые приложения скалярного произведения |
Смешанное произведение векторов |
Основные приложения метода координат на плоскости |