34.
Векторное произведение векторов
Определение 6.2. Вектор с называется векторным произведением векторов а и b, если:
-
|c| = |a||b|sinφ, где φ – угол между а и b.
-
ca, cb.
-
Тройка векторов abc является правой.
Обозначения векторного произведения: c = [ab], c = ab.
Свойства векторного произведения.
-
[ba] = - [ab].
Доказательство. Вектор -с удовлетворяет первым двум условиям определения векторного произведения и образует с векторами b и а правую тройку векторов.
-
[ab] = 0 a ║ b.
Доказательство. Из первого пункта определения 6.2 следует, что модуль векторного произведения ненулевых векторов равен нулю только при sinφ = 0, что соответствует коллинеарности векторов а и b.
-
Модуль векторного произведения |[ab]| равняется площади S параллелограмма, построенного на приведенных к общему началу векторах а и b.
Доказательство следует из первого пункта определения 6.2.
Определение 6.3. Орт еа произвольного вектора а – это вектор единичной длины, коллинеарный а и одинаково с ним направленный ( | еа| = 1, еа || a).
Cледствие из свойства 3. [ab] = Se, где е – орт вектора [ab].
-
[(ka)b] = k[ab].
-
[(a + b)c] = [ac] + [bc].
-
Если в декартовой системе координат a = {Xa, Ya, Za}, b = {Xb, Yb, Zb}, то
[ab] =
Доказательство.
Представим векторы а и b в виде: a = Xai + Yaj +Zak, b = Xbi + Ybj +Zbk. Отметим, что [ij] = k, [jk] = i, [ki] = j, [ii] = [jj] = [kk] = 0. Тогда с использованием свойств 4 и 5 получим:
[(Xai + Yaj + Zak)(Xbi + Ybj + Zbk)] =(YaZb – YbZa)i + (XbZa – XaZb)j + (XaYb – XbYa)k, что доказывает свойство 6.
Пример. Вычислим векторное произведение векторов а = {3, -4, 2} и b = {1, 5, 1}.
[ab] = ={-14, -1, 19}.