1. 點積與外積的差別
向量的乘法有兩種,一種是點積--dot product,一種是外積--cross product
點積和外積的差別:
點積可以在任何維數的空間中定義,外積隻能在三維空間中定義
點積的結果是一個标量,外積的結果是一個向量
2. 外積的定義
在R3中,假設有兩個向量:
那麼,
與
的外積是:
外積就是兩個向量組成的3x2矩陣的代數餘子式
由外積的定義可以看出,外積隻能在三維空間中定義,且結果為一個向量。
3. 外積的屬性
外積與生成外積的兩個向量正交,證明如下:
的證明過程類似
外積向量的方向可以由右手法則來确定:大拇指指向
,四指指向
,掌心的方向即為外積向量的方向
4. 外積的用處
因為外積與生成外積的兩個向量(不為0向量)正交,是以外積是兩個原始向量展開生成的平面的法向量。在上一篇文章中介紹,由法向量和平面上的一個點,可以定義一個平面,但是多數情況下,并不知道平面的法向量,此時,如果知道平面上的三個點,由這三個點可以确定平面上的兩個向量,再由兩個向量計算出法向量,最終通過法向量和任意一個點,确定平面方程。
5. 外積與夾角正餘弦的關系
點積與外積類似于硬币的兩面,它們與夾角的關系為:
點積與夾角餘弦的關系在上一篇文章中已證明,下面證明外積與夾角正弦的關系:
點積的平方:
=
外積長度的平方:
點積的平方加上外積長度的平方:
兩邊同時開平方:
證明完畢。
6. 點積與外積長度的幾何解釋
從上圖可知,點積為兩向量同方向的積,外積長度為兩向量垂直方向的積