数学中什么是外积

数学中什么是外积

外积  把向量外积定义为:   大小:a × b = |a|·|b|·Sin.   方向:右手定则:若坐标系是满足右手定则的,设z=x×y,z的模长=x*y*sin(x,y)则x,y,z构成右手系,伸开右手手掌,四个手指从x轴正方向方向转到y轴正方面,则大拇指方向即为z正轴方向。  分配律的几何证明方法很繁琐,大意是用作图的方法验证。有兴趣的话请自己参阅参考文献中的证明。   下面给出代数方法。我们假定已经知道了:   1)外积的反对称性:   a × b = - b × a.   这由外积的定义是显然的。   2)内积(即数积、点积)的分配律:   a·(b + c) = a·b + a·c,   (a + b)·c = a·c + b·c.   这由内积的定义a·b = |a|·|b|·Cos,用投影的方法不难得到证明。   3)混合积的性质:   定义(a×b)·c为矢量a, b, c的混合积,容易证明:   i) (a×b)·c的绝对值正是以a, b, c为三条邻棱的平行六面体的体积,其正负号由a, b, c的定向决定(右手系为正,左手系为负)。   从而就推出:   ii) (a×b)·c = a·(b×c)   所以我们可以记a, b, c的混合积为(a, b, c).   由i)还可以推出:   iii) (a, b, c) = (b, c, a) = (c, a, b)   我们还有下面的一条显然的结论:   iv) 若一个矢量a同时垂直于三个不共面矢a1, a2, a3,则a必为零矢量。   下面我们就用上面的1)2)3)来证明外积的分配律。   设r为空间任意矢量,在r·(a×(b + c))里,交替两次利用3)的ii)、iii)和数积分配律2),就有   r·(a×(b + c))   = (r×a)·(b + c)   = (r×a)·b + (r×a)·c   = r·(a×b) + r·(a×c)   = r·(a×b + a×c)   移项,再利用数积分配律,得   r·(a×(b + c) - (a×b + a×c)) = 0   这说明矢量a×(b + c) - (a×b + a×c)垂直于任意一个矢量。按3)的iv),这个矢量必为零矢量,即   a×(b + c) - (a×b + a×c) = 0   所以有   a×(b + c) = a×b + a×c