向量叉乘,也称为向量积或外积,是向量运算的一种。给定两个三维向量 \( \vec{a} = (a_1, a_2, a_3) \) 和 \( \vec{b} = (b_1, b_2, b_3) \),它们的叉乘 \( \vec{c} = \vec{a} \times \vec{b} \) 是一个新的向量,其分量由以下公式给出:
\[ \vec{c} = (c_1, c_2, c_3) = (a_2b_3 - a_3b_2, a_3b_1 - a_1b_3, a_1b_2 - a_2b_1) \]
其中,\( i, j, k \) 分别代表 x, y, z 轴的单位向量。
叉乘满足以下性质:
反交换律:
\( \vec{a} \times \vec{b} = - \vec{b} \times \vec{a} \)
分配律:
\( \vec{a} \times (\vec{b} + \vec{c}) = \vec{a} \times \vec{b} + \vec{a} \times \vec{c} \)
与标量乘法兼容:
\( r\vec{a} \times \vec{b} = \vec{a} \times (r\vec{b}) = (r\vec{a}) \times \vec{b} \)
不满足结合律,但满足雅可比恒等式。
叉乘的结果向量 \( \vec{c} \) 的方向由右手定则确定:将右手的食指指向 \( \vec{a} \) 的方向,中指指向 \( \vec{b} \) 的方向,那么大拇指所指的方向就是 \( \vec{c} \) 的方向。
叉乘的模(长度)由下式给出:
\[ |\vec{c}| = |\vec{a}| |\vec{b}| \sin \theta \]
其中,\( \theta \) 是向量 \( \vec{a} \) 和 \( \vec{b} \) 之间的夹角。
需要注意的是,叉乘不满足交换律,即 \( \vec{a} \times \vec{b} \neq \vec{b} \times \vec{a} \),因为叉乘的结果向量方向与参与运算的两个向量都垂直。
希望这些信息能帮助你理解向量叉乘的计算方法