一直以来,我都记不住向量叉乘的结果,每次都要查询。其根本原因在于,我没有去研究过叉乘是如何推导出来的。于是,这次想彻底解决一下。首先要感谢维基百科,它已经把所有问题都描述清楚了。
而下面的文字,只是我的读书笔记,以加深自己的印象。
首先我们知道 ,对于向量u和v, u x v的结果,是得到一个既垂直于u又垂直于v的向量,假设记作n.
则有下面公式
n = u x v;
而n的方向,是由右手法则决定的。 即伸出右手,四个手指方向从u绕到v. 此时,大姆指的方向,就是n的方向。 我们通常叫做右向量。
引用一下维基百科的图来说明问题,有兴趣的兄弟可以照图比划一下。 (注:图中向量是用的a x b来表示)
有了上面的知识,我们继续向下看。
我们假设向量 u,v,n分别用三个标量来表示。即
u = (Xu,Yu,Zu)
v = (Xv,Yv,Zv)
n = (Xn,Yn,Zn)
则,它们的关系为
Xn = Yu*Zv – Zu*Yv;
Yn = Zu*Xv – Xu*Zv;
Zn = Xu*Yv – Yu*Xv;
即 n = (Yu*Zv – Zu*Yv,Zu*Xv – Xu*Zv,Xu*Yv – Yu*Xv);
而为了验证n与u和v的垂直性,可以使用点乘进行
点乘法则比这个简单多了, u*v = (Xu*Xv + Yu*Yv + Zu*Zv) = dotUV;
如果两个向量垂直,则dotUV = 0;
代入验证一把
u*n = (Xu*(Yu*Zv – Zu*Yv) + Yu*(Zu*Xv – Xu*Zv) + Zu*(Xu*Yv – Yu*Xv));
= Xu*Yu*Zv – Xu*Zu*Yv + Yu*Zu*Xv – Yu*Xu*Zv + Zu*Xu*Yv – Zu*Yu*Xv;
把正负号的因式仔细比对一下,发现刚好可以低消。 结果为0.
v*n 同理可证。
于是,也验证了n与u,v垂直的特性。
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