1. Геометрический смысл модуля векторного произведения.
Пусть векторы ā и`b приведены к общему началу, тогда модуль векторного произведения равен площади параллелограмма, построенного на этих векторах как на сторонах (рис.5).
Рис.5 |
2. Равенство нулю векторного произведения. Для того, чтобы векторное произведение двух ненулевых векторов равнялось нулю необходимо и достаточно, чтобы эти векторы были коллинеарны.
►Доказательство необходимости. Дано: [ā,`b] =`0. Докажем, что ā ||`b. По определению , тогда sinj = 0, т.к. по условию . Значит, либо j = 0, либо j =p, поэтому ā ||`b. |[ā,`b]| = SOABC.
Доказательство достаточности. Дано: ā ||`b. Доказать, что [ā,`b] =`0.
По условию ā ||`b, тогда либо j = 0, либо j = p. Значит, , тогда и .◄
Следствие. [ā, ā] =`0.
3. – антипереместительный закон.
►Доказательство. Длины векторов и равны, т. к. они равны площади параллелограмма, построенного на этих векторах, а направления этих векторов противоположны (рис.6).◄
Рис. 6 |
4. – сочетательный закон (постоянный множитель можно выносить за знак векторного произведения).
Физический смысл векторного произведения
Заданный вектор силы` F приложен в точке B (рис. 9).
Определение. Моментом силы` F относительно какой-либо точки A называется векторное произведение вектора, идущего из точки A в точку приложения вектора силы (в точку B), на вектор силы` F.
.
Рис.9 |
Вектор , идущий из точки A в точку B, называется радиусом-вектором точки приложения силы.
Векторное произведение [ā,`b] можно рассматривать как момент силы, если первый сомножитель ā в векторном произведении принять за радиус-вектор точки приложения силы, а второй сомножитель`b – за вектор силы.
Вычисление векторного произведения в прямоугольной системе координат
Найдем векторные произведения ортов координатных осей: , , (рис.10).
Рис.10 |
Пусть векторы ā и`b заданы своими координатами: ā = (x1, y1, z1), `b = (x2, y2, z2).
Найдем .
Используя распределительное и сочетательное свойства векторного произведения (свойства 4, 5), найденные векторные произведения ортов координатных осей окончательно векторное произведение запишется:
Для удобства вычисления координат вектора, являющегося векторным произведением, полученная сумма формально записывается в виде определителя третьего порядка, в первой строке которого стоят не числа, а координатные орты, во второй строке - координаты первого вектора ā, в третьей строке – координаты второго вектора`b
.
Полученная выше сумма является разложением этого определителя по первой строке.
Векторное произведение векторов. Тройки векторов. Векторное произведение: определение, свойства, физический смысл. Вычисление векторного произведение в прямоугольной системе координат.
Дата: 2018-12-21, просмотров: 282.