Смешанное произведение трех векторов

Рассмотрим три вектора Смешанное произведение трех векторов - student2.ru . Их можно перемножить между собой различными способами:

1. Смешанное произведение трех векторов - student2.ru - вектор, коллинеарный вектору Смешанное произведение трех векторов - student2.ru .

2. Смешанное произведение трех векторов - student2.ru - двойное векторное произведение.

3. Смешанное произведение трех векторов - student2.ru - скаляр (векторно-скалярное произведение)

Смешанным произведением трех векторов Смешанное произведение трех векторов - student2.ru (взятых в указанном порядке) называется скалярное произведение вектора Смешанное произведение трех векторов - student2.ru на вектор Смешанное произведение трех векторов - student2.ru .

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru - число!

Геометрический смысл смешанного произведения.

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru Смешанное произведение имеет простой геометрический смысл. Приведем векторы Смешанное произведение трех векторов - student2.ru , Смешанное произведение трех векторов - student2.ru и Смешанное произведение трех векторов - student2.ru к общему началу и построим на них параллелепипед; пусть Смешанное произведение трех векторов - student2.ru . Тогда

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru

Полученный вектор Смешанное произведение трех векторов - student2.ru умножим скалярно на Смешанное произведение трех векторов - student2.ru :

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru

Но Смешанное произведение трех векторов - student2.ru ; т.о., Смешанное произведение трех векторов - student2.ru

Смешанное произведение трех векторов равно по модулю объему параллелепипеда, построенному на векторах Смешанное произведение трех векторов - student2.ru , Смешанное произведение трех векторов - student2.ru и Смешанное произведение трех векторов - student2.ru . Знак этого произведения положителен, если тройка векторов Смешанное произведение трех векторов - student2.ru , Смешанное произведение трех векторов - student2.ru и Смешанное произведение трех векторов - student2.ru расположена так же, как векторы Смешанное произведение трех векторов - student2.ru , Смешанное произведение трех векторов - student2.ru и Смешанное произведение трех векторов - student2.ru , и отрицателен в противном случае.

Упорядоченная тройка Смешанное произведение трех векторов - student2.ru Смешанное произведение трех векторов - student2.ru некомпланарных векторов называется правой, если из конца третьего вектора кратчайший поворот от первого вектора ко второму виден против часовой стрелки. В противном случае тройка векторов – левая.

Если в данной тройке поменять местами любые два вектора, то характер ориентации изменится.

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru Смешанное произведение трех векторов - student2.ru

Замечание: Смешанное произведение трех векторов - student2.ru если тройка правая ( Смешанное произведение трех векторов - student2.ru и Смешанное произведение трех векторов - student2.ru образуют острый угол) и Смешанное произведение трех векторов - student2.ru , если тройка левая ( Смешанное произведение трех векторов - student2.ru и Смешанное произведение трех векторов - student2.ru образуют тупой угол).

Свойства смешанного произведения.

1. При перестановке двух соседних множителей смешанное произведение изменяет знак на противоположный:

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru

При перестановке соседних множителей местами объем параллелепипеда не изменяется, а изменяется характер ориентации тройки.

2. Смешанное произведение не изменяется при циклической перестановке сомножителей:

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru Смешанное произведение трех векторов - student2.ru

При этом не изменяется ни объем параллелепипеда, ни ориентация тройки векторов.

3. Смешанное произведение трех векторов равно нулю тогда и только тогда, когда эти векторы компланарны.

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru , ( Смешанное произведение трех векторов - student2.ru , объем параллелепипеда равен нулю). Это необходимое и достаточное условие компланарности.

Смешанное произведение в координатной форме.

Пусть Смешанное произведение трех векторов - student2.ru ; Смешанное произведение трех векторов - student2.ru Смешанное произведение трех векторов - student2.ru и Смешанное произведение трех векторов - student2.ru .

Смешанное произведение трех векторов, взятых в определенном порядке, равно определителю 3 порядка, составленному из координат сомножителей, причем порядок строк соответствует порядку расположения сомножителей:

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru

В смешанном произведении трех векторов важно сохранить последовательность записи векторов, но безразлично, где поставить знак векторного, а где скалярного произведения.

Условие компланарности трех векторов в координатной форме имеет вид:

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru Пример. Даны точки: A(-1,2,4); B(6,1,-3); C(4,5,-8) и D(4,2,1). Найти объем пирамиды.

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru , Смешанное произведение трех векторов - student2.ru ; Смешанное произведение трех векторов - student2.ru и Смешанное произведение трех векторов - student2.ru

Смешанное произведение трех векторов - student2.ru

ЛЕКЦИЯ №4 Элементы аналитической геометрии.

Наши рекомендации