実数を成分とする2つのベクトルa=(a1,a2,a3)、b=(b1,b2,b3)に対し、
(a2b3-a3b2,a3b1-a1b3,a1b2-a2b1)によって定義されるベクトルを
a×bで表わす。
(1)a⊥a×b、b⊥a×bが成り立つことを示せ。
(2)Oを始点として、a=OA→、b=OB→と表わすとき、
a×bの長さは、OA,OBを2辺とする平行四辺形の面積に等しい
ことを示せ。
★希望★完全解答★
実数を成分とする2つのベクトルa=(a1,a2,a3)、b=(b1,b2,b3)に対し、
(a2b3-a3b2,a3b1-a1b3,a1b2-a2b1)によって定義されるベクトルを
a×bで表わす。
(1)a⊥a×b、b⊥a×bが成り立つことを示せ。
(2)Oを始点として、a=OA→、b=OB→と表わすとき、
a×bの長さは、OA,OBを2辺とする平行四辺形の面積に等しい
ことを示せ。
★希望★完全解答★
ベクトルの→は省略します。
(1)
とにかく計算すると
a・(a×b)
=a1a2b3-a1a3b2+a2a3b1-a1a2b3+a1a3b2-a2a3b1
=0
内積が0ならば直交する。
よって
a⊥a×b
同様にして
b⊥a×b
(2)
aとbのなす角θとして
平行四辺形の面積Sは
S=|a||b|sinθ
cosθ=a・b/|a||b|
途中省略して
S^2=(|a||b|)^2-(a・b)^2
=(a\(1^{2}\)+a\(2^{2}\)+a\(3^{2}\))(b\(1^{2}\)+b\(2^{2}\)+b\(3^{2}\))-(a1b1+a2b2+a3b3\()^{2}\)
a×bの長さをLとすると
L^2=(a2b3-a3b2\()^{2}\)+(a3b1-a1b3\()^{2}\)+(a1b2-a2b1\()^{2}\)
=(a\(1^{2}\)+a\(2^{2}\)+a\(3^{2}\))(b\(1^{2}\)+b\(2^{2}\)+b\(3^{2}\))-(a1b1+a2b2+a3b3\()^{2}\)
よって
L^2=S^2だから
L=S