筆記 線性代數的本質 8 叉積

2022-09-04 03:48:06 字數 994 閱讀 9865

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叉積的值可以表示為兩向量所構成的平行四邊形的面積。

如果vw符合右手系,則叉積的值為正值,否則為負值。

也可以理解為如果vw的旋轉方向與i-hat到j-hat(基向量)的旋轉方向相同,則為正值,如下圖:

順序對叉積的值有影響:

\(v\times w=-w\times v\)

同樣的,叉積的值也可以用表示面積尺度縮放的行列式表示。

用右手法則判斷

1.根據vw定義乙個三維到一維的線性變換

首先,定義乙個函式f,輸入乙個向量u,輸出它與vw所構成的六面體的體積,可以由計算[u v w]的行列式得到。

該函式是線性的,所以可以用乙個1*3的矩陣f代表函式的變換。

2.找到它的對偶向量

由對偶性可知,變換矩陣f可以寫成乙個特定向量pu的點乘。

p即為我們要找的對偶向量

將左右兩式展開,可以很容易地計算出p的三個分量 p1,p2,p3

3.說明\(p=v\times w\)

左式的點積可以理解成p的長度 與up上的投影長度的相乘。

如果p恰好是u和v的點積

則左式=\(p\cdot u=|p|*|u|*cos\alpha=s*h=v\)=右式

所以\(p=v\times w\)

至此,叉積計算方式的幾何解釋到此結束。

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