空間解析幾何:(a,b,c為向量,x為叉乘,*為點乘) 已知(axb)*c=1,則(a+b)x(b+c)*(c+a)= 2? 為何等於2?
- 2021-08-17
以下 X 表示叉乘, 。。表示點乘。
(a,b,c)表示a,b,c的混合積, 即(a,b,c)=(aXb)。。c 。
= = = = = = = = =
解:因為 (a+b)X(b+c)=aXb+aXc+bXb+bXc
=aXb+aXc+bXc,
所以 (a+b)X(b+c)。。(c+a)
=(aXb+aXc+bXc)。。(c+a)
=(a,b,c)+(a,b,a)+(a,c,c)+(a,c,a)+(b,c,c)+(b,c,a)。
因為 (aXb) 垂直於a,
所以 (a,b,a)=(aXb)*a=0,
同理, (a,c,c)=(a,c,a)=(b,c,c)=0。
又因為 (a,b,c)=1,
所以 (b,c,a)=(a,b,c)=1。
所以 (a+b)x(b+c)。。(c+a) =2。
= = = = = = = = =
說明:
(1) aXa=0。
(2) aXb 垂直於a, aXb 垂直於b。
(3) 這題也可以直接用混合積的性7a686964616fe78988e69d8331333262383036質:
a。 調換兩個的位置,負號。
(a,b,c)= -(b,a,c), (a,b,c)= -(a,c,b), (a,b,c)= -(c,b,a)。
b。 把頭放到尾,或把尾放到頭,重排列,正號。
(a,b,c)= (c,a,b), (a,b,c)= (b,c,a)。
所以
(a,b,c)+(a,b,a)+(a,c,c)+(a,c,a)+(b,c,c)+(b,c,a)
=(a,b,c) -(a,a,b) -(c,c,a) -(a,a,c) -(c,c,b) +(a,b,c)
=2(a,b,c) -0。。b -0。。a -0。。c -0。。b
=2。
利用性質a×copya=0,a×b=-b×zda,a*(b×c)=c*(a×b)=b*(c×a)
a*(b×c)=(a×b)*c,則
(a+b)x(b+c)*(c+a)= (a×b+a×c+b×b+b×c)*(c+a)
=(a×b)*c+(a×b)*a+(a×c)*c+(a×c)*a+(b×c)*c+(b×c)*a
=1+b*(a×a)+a*(c×c)+(a×a)*c+b*(c×c)+(a×b)*c
=1+1=2