Свойства векторного произведения

1. При перестановке сомножителей векторное произведение меняет знак

Свойства векторного произведения - student2.ru .

2. Сочетательное свойство относительно скалярного множителя

Свойства векторного произведения - student2.ru .

3. Два ненулевых вектора Свойства векторного произведения - student2.ru и Свойства векторного произведения - student2.ru коллинеарны тогда и только тогда, когда их векторное произведение равно нулевому вектору

Свойства векторного произведения - student2.ru .

4. Распределительное свойство

Свойства векторного произведения - student2.ru .

Пример 10.

Вычислить модуль векторного произведения векторовСвойства векторного произведения - student2.ruи Свойства векторного произведения - student2.ru .

Решение:

По формуле Свойства векторного произведения - student2.ru

получим

Свойства векторного произведения - student2.ru

Тогда модуль векторного произведения равен Свойства векторного произведения - student2.ru .

Пример 11.

Найти площадь параллелограмма, построенного на векторахСвойства векторного произведения - student2.ruи Свойства векторного произведения - student2.ru .

Решение:

Используя формулу Свойства векторного произведения - student2.ru

получим

Свойства векторного произведения - student2.ru

Пример 12.

Вычислить площадь треугольника ABC, если А(–2;1;3), В(2;–1;7),
С(11; 2; –5).

Решение:

Используя координаты вершин треугольника, находим

Свойства векторного произведения - student2.ru

Свойства векторного произведения - student2.ru

Тогда

Свойства векторного произведения - student2.ru

Свойства векторного произведения - student2.ru =S

Свойства векторного произведения - student2.ru

Пример 13.

Исследуйте векторы на коллинеарность

Свойства векторного произведения - student2.ru

Свойства векторного произведения - student2.ru

Решение:

Если векторы коллинеарны, то их векторное произведение равно нулю (нулевому вектору)

а) Найдём векторное произведение

Свойства векторного произведения - student2.ru

Таким образом, векторы Свойства векторного произведения - student2.ru и Свойства векторного произведения - student2.ru не коллинеарны.

б) Найдём векторное произведение

Свойства векторного произведения - student2.ru

Значит, Свойства векторного произведения - student2.ru

СМЕШАННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВЕКТОРОВ

Рассмотрим произведение векторов Свойства векторного произведения - student2.ru , Свойства векторного произведения - student2.ru и Свойства векторного произведения - student2.ru , составленное следующим образом Свойства векторного произведения - student2.ru .

Здесь первые два вектора перемножаются векторно, а их результат скалярно на третий вектор. Такое произведение называется векторно-скалярным, или смешаннымпроизведением трех векторов. Смешанное произведение представляет собой некоторое число.

Свойства смешанного произведения

1. Смешанное произведение не меняется при перестановке сомножителей

Свойства векторного произведения - student2.ru .

2. Смешанное произведение не меняется при перемене местами знаков векторного и скалярного умножения

Свойства векторного произведения - student2.ru .

3. Смешанное произведение меняет свой знак при перемене мест любых двух векторов-сомножителей

Свойства векторного произведения - student2.ru .

4. Смешанное произведение ненулевых векторов Свойства векторного произведения - student2.ru , Свойства векторного произведения - student2.ru и Свойства векторного произведения - student2.ru равно нулю тогда и только тогда, когда они компланарны.

Выясним геометрический смысл выражения Свойства векторного произведения - student2.ru . Построим параллелепипед, ребрами которого являются вектора Свойства векторного произведения - student2.ru , Свойства векторного произведения - student2.ru , Свойства векторного произведения - student2.ru и вектор Свойства векторного произведения - student2.ru (рис.9).

Свойства векторного произведения - student2.ru

Рис. 9

Имеем

Свойства векторного произведения - student2.ru ,

где S – площадь параллелограмма, построенного на векторах Свойства векторного произведения - student2.ru и Свойства векторного произведения - student2.ru .

Свойства векторного произведения - student2.ru – для правой тройки векторов

Свойства векторного произведения - student2.ru – для левой тройки векторов;

где Свойства векторного произведения - student2.ru – высота параллелепипеда.

Получаем

Свойства векторного произведения - student2.ru .

Т.е. Свойства векторного произведения - student2.ru ,

где V – объем параллелепипеда, образованного векторами Свойства векторного произведения - student2.ru , Свойства векторного произведения - student2.ru и Свойства векторного произведения - student2.ru .

Смешанное произведение трех векторов равно объему параллелепипеда, построенного на этих векторах, взятому со знаком «плюс», если эти вектора образуют правую тройку, и со знаком «минус», если они образуют левую тройку.

Объем параллелепипеда, построенного на векторах Свойства векторного произведения - student2.ru , Свойства векторного произведения - student2.ru вычисляется как

Свойства векторного произведения - student2.ru .

Объем треугольной пирамиды, построенной на этих же векторах, равен

Свойства векторного произведения - student2.ru .

Если Свойства векторного произведения - student2.ru , Свойства векторного произведения - student2.ru и Свойства векторного произведения - student2.ru компланарны, то их смешанное произведение равно нулю.

Наши рекомендации