高中数学之向量外积的运用

本文详细介绍了向量外积的概念及其在高中数学中的广泛应用,包括求三角形面积、平面法向量和三棱锥体积。通过具体实例展示了如何使用向量外积简化计算,提高解题效率。

向量积,数学中又称外积、叉积,物理中称矢积、叉乘,是一种在向量空间中向量的二元运算。与点积不同,它的运算结果是一个向量而不是一个标量。并且两个向量的叉积与这两个向量和垂直。其应用十分广泛,通常应用于物理学光学和计算机图形学中。
如图,这是 (2,4)×(3,0)=−12(2, 4) × (3, 0) = -12(2,4)×(3,0)=12 ,我们得到了一个实数 −12-1212 ,而其绝对值为平行四边形面积。

如图,这是 (1,0,0)×(2,4,0)=(0,0,4)(1, 0, 0) × (2, 4, 0) = (0, 0, 4)(1,0,0)×(2,4,0)=(0,0,4) ,我们得到了一个垂直与已知两向量的法向量,且其模长为平行四边形面积。

运算定理

a⃗,b\vec{a},ba ,b 均为向量,θθθa⃗,b\vec{a},ba ,b 的夹角

1,a⃗×b⃗=∣a⃗∣×∣b⃗∣sinθ\qquad\vec{a}\times \vec{b}=|\vec{a}| \times |\vec{b}|sinθa ×b =a ×b sinθ

2,a⃗×b⃗=(l,m,n)×(o,p,q)=(mq−np,no−lq,lp−mo)\qquad\vec{a}\times \vec{b}=(l,m,n) \times (o,p,q)=(mq-np,no-lq,lp-mo)a ×b =(l,m,n)×(o,p,q)

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