混合积的计算方法(混合积的几何意义讲解)

100次浏览     发布时间:2024-10-05 10:39:07    

向量a,b,c的混合积[abc]=|a×b||c|cosθ,其中θ是向量a×b和向量c的夹角.

首先考虑a×b的模的几何意义,如下图所示:

可以得到,无论向量a与向量b的夹角取何值,a,b构成的平行四边形的面积为|a×b|.

接下来讨论向量a,bc构成的平行六面体体积:

设向量ab构成的平面为S,则S=|a×b|.

首先考虑向量a×b和向量c的夹角θ.若0≤θ<π/2,则向量a,bc构成的平行六面体如下图所示:

此平行六面体的高h为向量c在向量a×b上的投影,从而h=|c|cosθ,因此V=Sh=|a×b||c|cosθ=[abc].

若π/2<θ≤π,则向量a,bc构成的平行六面体如下图所示:

此平行六面体的高h为向量c在向量a×b上的投影,即h=-|c|cosθ,因此V=Sh=-|a×b||c|cosθ=-[abc].

当θ=π/2时,向量a,bc共面,此时向量a,bc构成的平行六面体体积为0.此时[abc]=|a×b||c|cosθ=0从而V=[abc].

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