行列式和叉积

行列式和叉积

http://www.evernote.com/shard/s146/sh/587e6520-0c63-4171-a249-945cae255c97/83eecfd4d79c74ee06c7d25d41334258

### 向量的区别及其数学定义 #### 点的定义及计算方法 点有两种主要定义方式:代数方式几何方式。 - **代数定义**:如果向量 $\vec{a} = (a_1, a_2, \dots, a_n)$ $\vec{b} = (b_1, b_2, \dots, b_n)$ 是 $n$ 维欧几里得空间中的两个向量,则它们的点可以表示为: $$ \vec{a} \cdot \vec{b} = a_1b_1 + a_2b_2 + \cdots + a_nb_n $$[^1]。 - **几何定义**:对于任意两个向量 $\vec{a}$ $\vec{b}$,其点还可以通过向量的模长以及夹角 $\theta$ 来表达: $$ \vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}| |\vec{b}| \cos\theta $$。 这里的 $|\vec{a}|$ 表示向量 $\vec{a}$ 的模长,$\theta$ 则是这两个向量之间的夹角。 点的结果是一个标量值,因此它也被称为“数量”。它的物理意义通常用于描述力沿某一方向所做的功或者投影关系。 #### 的定义及计算方法 仅适用于三维空间中的向量操作。设 $\vec{a} = (a_1, a_2, a_3)$ $\vec{b} = (b_1, b_2, b_3)$ 是两个三维向量,则它们的可以通过行列式形式来计算: $$ \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \end{vmatrix} = (\hat{i}(a_2b_3-a_3b_2), \hat{j}(a_3b_1-a_1b_3), \hat{k}(a_1b_2-a_2b_1)) $$[^4] 其中 $(\hat{i}, \hat{j}, \hat{k})$ 分别代表标准正交基底单位向量。最终得到的新向量垂直于原始两个向量所构成的平面,并遵循右手定则决定方向。 从几何意义上讲,结果的大小等于以这两条边组成的平行四边形面,即: $$ |\vec{a} \times \vec{b}| = |\vec{a}| |\vec{b}| \sin\theta $$[^2], 这里 $\theta$ 是两向量间的夹角。 #### MATLAB 中实现交法 在MATLAB环境中执行向量运算可调用内置函数 `cross` 完成。例如给定向量 A=[1;0;0], B=[0;1;0]: ```matlab A = [1; 0; 0]; B = [0; 1; 0]; C = cross(A, B); disp(C); % 输出应为 [0; 0; 1] ``` 上述代码展示了如何利用MATLAB快速获取两个三维向量结果[^3]。
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