Смешанное произведение
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Сме́шанное произведе́ние векторов — скалярное произведение вектора на векторное произведение векторов и :
- .
Иногда его называют тройным скалярным произведением векторов, по всей видимости из-за того, что результатом является скаляр (точнее — псевдоскаляр).
Геометрический смысл: модуль смешанного произведения численно равен объёму параллелепипеда, образованного векторами .
Свойства
[править | править код]- Смешанное произведение кососимметрично по отношению ко всем своим аргументам:
- т. е. перестановка любых двух сомножителей меняет знак произведения. Отсюда следует, что
- Смешанное произведение в правой декартовой системе координат (в ортонормированном базисе) равно определителю матрицы, составленной из векторов и :
- Смешанное произведение в левой декартовой системе координат (в ортонормированном базисе) равно определителю матрицы, составленной из векторов и , взятому со знаком «минус»:
- В частности,
- Если какие-то два вектора коллинеарны, то с любым третьим вектором они образуют смешанное произведение, равное нулю.
- Если три вектора линейно зависимы (т. е. компланарны, лежат в одной плоскости), то их смешанное произведение равно нулю.
- Геометрический смысл — Смешанное произведение по абсолютному значению равно объёму параллелепипеда (см. рисунок), образованного векторами и ; знак зависит от того, является ли эта тройка векторов правой или левой.
- Квадрат смешанного произведения векторов равен определителю Грама, определяемому ими[1]:215.
- Смешанное произведение удобно записывается с помощью символа (тензора) Леви-Чивита:
(в последней формуле в ортонормированном базисе все индексы можно писать нижними; в этом случае эта формула совершенно прямо повторяет формулу с определителем, правда, при этом автоматически получается множитель (-1) для левых базисов).
Обобщение
[править | править код]В -мерном пространстве естественным обобщением смешанного произведения, имеющего смысл ориентированного объема, является определитель матрицы , составленной из строк или столбцов, заполненных координатами векторов. Смысл этой величины — ориентированный -мерный объем (подразумевается стандартный базис и тривиальная метрика).
В произвольном базисе произвольной размерности смешанное произведение удобно записывается с помощью символа (тензора) Леви-Чивиты соответствующей размерности:
В двумерном пространстве таковым служит псевдоскалярное произведение.
См. также
[править | править код]- Двойное векторное произведение
- Векторное произведение
- Скалярное произведение
- Псевдоскалярное произведение
Примечания
[править | править код]- ↑ Гусятников П.Б., Резниченко С.В. Векторная алгебра в примерах и задачах. — М.: Высшая школа, 1985. — 232 с. Архивировано 10 января 2014 года.
Ссылки
[править | править код]Векторы и матрицы | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Векторы |
| ||||||||
Матрицы |
| ||||||||
Другое |
Text is available under the CC BY-SA 4.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.