【math】 向量运算:叉乘

【math】 向量运算:叉乘文章目录 1 定义 2 几何意义 3 拓展应用 1 定义 c a b 向量的叉乘 即求同时垂直两个向量的向量 即 c 垂直于 a 且 c 垂直于 b 假设向量 a a x a y a z b b x b y b z c c x c y c z 则 c a b a x a y a z b x b y b z a y b z a z b y a z b x a x b z a x b y a y b x 为方便记忆 可参照下图 2 几何意义 c


1 定义

c=a×b

向量的叉乘,即求同时垂直两个向量的向量,即c垂直于a,且c垂直于b。

假设向量a=(a.x,a.y,a.z),b=(b.x,b.y,b.z),c=(c.x,c.y,c.z),

在这里插入图片描述

2 几何意义

|c|=|a×b|=|a| |b|sinθ(θ为a,b向量之间的夹角)

|c| 等于a,b向量构成的平行四边形的面积。

在这里插入图片描述

3 拓展应用

2d叉乘形式

假设有两个2d向量a,b,我们直接把他们视为3d向量(a.z=b.z=0)。

此时可以令 k=c.z=a.x * b.y – a.y * b.x

k可以用于判断:

  1. 计算a,b向量构成的平行四边形的面积。向量a与b的叉乘的模等于由a,b组成的平行四边形的面积。

证明:|c|=|a×b|=|a| |b|sinθ=1/2|a||b|sinθ×2=S△ABD×2=S□ABCD

  1. 判断旋转角度。如果k>0时,那么a正旋转到b的角度为<180°,如果k<0,那么a正旋转到b的角度为>180°,如果k=0 那么a,b向量平行。
    这可延伸用于判断给定的一系列点能否构成凸多边形。

关于向量的叉乘右手定则判方向
a×b的方向:四指由a开始,指向b,拇指的指向就是a×b的方向,垂直于a和b所在的平面;
b×a的方向:四指由b开始,指向a,拇指的指向就是b×a的方向,垂直于b和a所在的平面;
a×b的方向与b×a的方向是相反的,且有:a×b=-b×a。
在这里插入图片描述



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