Темы | Предыдущий пункт | Следующий пункт | Литература | ||||
|
||||
![]() ![]() ![]() Векторная алгебра |
||||
1.2.9 Смешанное произведение трех векторов. Из трех векторов можно составить три различных типа произведений. Во - первых, можно
перемножать два вектора
Во - вторых, можно
перемножать два вектора
В
- третьих, можно
перемножить два вектора
Из этих произведений наибольший практический интерес имеет смешанное произведение, которое мы и рассмотрим подробнее.
Векторно - скалярным или смешанным произведением трех векторов называется
произведение, которое получается скалярным умножением векторного
произведения двух векторов на третий вектор, т.е. произведение вида
Смешанное
произведение представляет собой скаляр, выясним его геометрический
смысл. Обозначим
Чтобы истолковать
полученный результат, мы построим на векторах
Теперь нам придется
различить два случая. В первом случае, когда
перемножаемые векторы
Таким образом,
векторно-скалярное произведение трех векторов, образующих правую
систему, равно объему параллелепипеда, построенного на этих векторах. Во
втором случае, когда перемножаемые векторы
Если мы имеем дело с векторно-скалярным произведением трех векторов, образующих левую систему, то его величина отличается только знаком от объема параллелепипеда, построенного на перемножаемых векторах. Итак,
Отсюда следует, что
объем параллелепипеда, построенного на трех векторах, всегда равен
абсолютной величине их векторно-скалярного произведения:
Законы векторно-скалярного умножения 1) Закон сочетательности
Учитывая закон
сочетательности, векторно - скалярное произведение трех векторов
обозначают условно так: 2) Закон круговой переместительности
Видим, что при перестановке множителей не нарушающей их кругового порядка, векторно-скалярное произведение не меняется, при перестановке же множителей, нарушающей круговой порядок, векторно-скалярное произведение меняет только свой знак. Правило легко запомнить, используя схему, приведенную на рис. 2.19.
3) Закон распределительности
4) Закон сочетательности относительно скалярных множителей:
Векторно-скалярное произведение трех векторов равно нулю тогда и только тогда, когда перемножаемые векторы компланарны. Действительно, объем параллелепипеда, построенного на компланарных векторах, равен нулю, и наоборот, если объем равен нулю, то векторы компланарны. В частности,
векторно-скалярное произведение равно нулю, если в нем два множителя
одинаковы:
Векторно-скалярное произведение можно записать в координатной форме. Пусть векторы
Тогда, согласно (2.8), получим следовательно или, окончательно,
Пример 1. Проверить, компланарны ли векторы где
Решение: Векторы компланарны, если их смешанное произведение равно нулю. Определяем Следовательно, векторы компланарны. Пример 2. Найти объем
треугольной пирамиды с вершинами Решение: Найдем векторы
Находим смешанное
произведение векторов
Так как объем
пирамиды равен 1/6 части объема параллелепипеда, построенного на
векторах Ответ: V = 7/6. Пример 3. Показать что
точки Решение: Определим векторы
Находим смешанное
произведение векторов
Поскольку смешанное произведение векторов равно нулю, то векторы компланарны и, следовательно, точки A,B,C,D лежат в одной плоскости. |
|
![]() ![]() |