叉積 @[TOC]
叉積的標準解釋
如果我們有兩個向量,我們以這兩個向量爲邊做一個平行四邊形,這個平行四邊形的面積就是這兩個向量叉積的結果。
但是我們還是需要考慮定向問題,其實就是 i
和 j
向量的順序,如果 j
在 i
的逆時針方向,那麼就稱爲正的,否則爲負的。
然後我們就可以計算出這個叉積的結果:
嚴格意義意義上說,以下三維向量纔是叉積的定義(這裏寫成了列向量的形式,但是不會改變行列式的值,因爲轉置不改變行列式的值)
從線性變換看待叉積
爲什麼叉積是這種形式呢? 我們可以通過計算出這些內容,但是我們來介紹一個更好的推理過程。
- 我們將定義一個從三維空間到數軸的特定線性變換,並且它是根據
v
和w
來定義的。 - 找到他的對偶向量
- 這個對偶向量就會是
v
和w
的叉積。
其實就相當於轉化爲下面這個問題的答案?
Q:當你將向量 p 和某個向量(x,y,z)點乘的時候,所得的結果等於一個 3x3 矩陣的行列式,這個矩陣第一行爲(x,y,z),其餘兩列爲 v 和 w 的座標,要找到一個向量 p 滿足上述行爲。
我們以 v,w爲底的平行四邊形乘以向量 p 在垂直於平面的投影得到的體積,必然等於垂直於 v 和 w 且長度爲平行四邊形面積的向量與(x,y,z)點乘是同一回事。