用混合積的幾何意義證明三向量共面的充分必要條件是

2021-03-05 09:21:29 字數 4202 閱讀 7504

1樓:匿名使用者

給你一個參考地址:

在這個網頁的最後,證明了向量的混合積等於你的題目中所描述的行列式。這樣的話,行列式的值是0,相當於

(axb)c=0(a,b,c都是向量)

分析這個式子的幾何意義

axb表示以向量a,b為基底的平面p的法向量n,n點乘c=0說明c與平面p平行,由向量平行的定義知,a,b,c向量共面。

2樓:匿名使用者

n個無關向量的行列式,等於這n個向量的端點和原點組成的那個多面體

的(有向)體積v(v1,...vn)。理由如下:

設前n-1個向量張成的低一維子空間是s。n=3時,s就是一個平面。第n

個向量vn可以分解成兩部分vn = vn1 + vn2,其中vn1屬於s,vn2垂直

於s。因為體積等於底面積乘以高,所以vn1對體積沒有貢獻。就是說,

v(v1,...,vn)=v(v1,...,vn2)。同樣的,行列式函式det(v1,...,vn)具

有同樣的性質。在單位正交基上,這兩個函式v和det給出同樣的值1。

且這兩函式都是多線性的(對每個向量都是線性的)。簡單的代數推理

可以證明,這些性質(多線性,反對稱,單位)唯一的確定了這個函式

。就是說v=det.

3維空間中,3個向量的混合積(v1xv2)*v3很容易證明是v(v1,v2,v3)。

這是因為v1xv2是長度是v1,v2張成的平行四邊形面積,方向與這平行四

邊形垂直。與v3的內積剛好是「底面積乘以高」。事實上,混合積也是

滿足多線性,反對稱,在單位正交基上取1,所以混合積也等於det.

有了這個幾何意義你的所有問題都解決了。

3樓:匿名使用者

就是a向量點乘(b向量叉乘c向量)

b向量叉乘c向量的結果是得到一個垂直於b,c張成的面的向量d,如果a垂直於d,那麼就意味著a,b,c共面。

你把行列式裡的ax,ay,az換成i,j,k向量,得到的就是向量d,再用a點乘d,你自然發現你題目裡的行列式就是[a向量點乘(b向量叉乘c向量)]

若它為0,就是a,b,c共面了

混合積的幾何意義

4樓:匿名使用者

1、混合積的幾何意義:

幾何上,由三個向量定義的平行六面體,其體積等於三個標量標量三重積的絕對值:

2、證明:

以 b 和 c 來表示底面的邊,則根據叉積的定義,底面的面積a為:

其中,且

得出結論:

於是,根據點積的定義,它等於

的絕對值,即

擴充套件資料:

混合積的特性:

1、以下恆等式,稱作三重積或拉格朗日公式,對於任意向量 a,b。c 均成立:

2、英文中有對於第一式有助記口訣 bac-cab (back-cab,後面的計程車),但是不容易記住第一式跟第二式的變化,很容易搞混。 觀察兩個公式,可得到以下三點:

兩個分項都帶有三個向量 a,b。c ,三重積一定是先做叉積的兩向量之線性組合。中間的向量所帶的係數一定為正(此處為向量b)。

在向量分析中,有以下與梯度相關的一條恆等式:

這是一個拉普拉斯-德拉姆運算元的特殊情形。

5樓:匿名使用者

向量的混合積可以用來計算四面體的體積v=1/6*abs([ab ac ad]),即向量的混合積為空間六面體的體積。

例如上圖中,ab ,ad ,aa1 的混合機幾何意義就是如圖所示的空間六面體的體積。

混合積:設 a ,b ,c 是空間中三個向量,則 (a×b) c 稱為三個向量 a ,b ,c 的混合積,記作[a b c] 或 (a,b,c) 或 (abc).

定義:設 a ,c 是空間中三個向量,則 (a×b)c 稱為三個向量 a ,b ,c 的混合積,記作[a b c] 或 (a,b,c) 或 (abc).

設 a ,b ,c 為空間中三個向量,則 |(a×b)c| 的幾何意義表示以 a ,b ,c 為稜的平行六面體的體積 .

因為 (a,b,c)=(a×b)c=|a×b||c|cos 〈 a ×b ,c 〉=

|ax ay az|

|bx by bz|

|cx cy cz|

向量的混合積可以用來計算四面體的體積v=1/6*abs([ab ac ad])

,從而混合積 (a,b,c) 的符號是正還是負取決於 ∠ (a×b , c ) 是銳角還是鈍角,即 a×b 與 c 是指向 a , b 所在平面的同側還是異側,這相當於 a , b , c 三個向量依序構成右手系還是左手系 .

定理:三個向量 a , b , c 共面的充分必要條件是 (a,b,c)=0.

6樓:匿名使用者

向量的混合積有下述幾何意義:以向量、、為稜作一個平行六面體,並記此六面體的高為,底面積為,再記,向量與的夾角為. 當與指向底面的同一側時,;當與指向底面的相異一側時,,綜合以上兩種情況,得到.

而底面積. 這樣,平行六面體的體積.即向量的混合積是這樣的一個數,它的絕對值表示以向量、、為稜的平行六面體的體積.

根據向量混合積的幾何意義,可以推出以下結論:(1)三向量,,共面的充分必要條件;(2)空間四點共面的充分必要條件是.

為什麼「三向量a,b,c共面的充要條件是=0 」

7樓:匿名使用者

是三個向量的混合積為零;abc=(axb)·c;兩個向量a,b叉乘,得到第三個向量d,則d垂直a、b所構成平面;所以c與a、b共面的話,則c垂直d點乘為零,即abc=0.

怎樣證明3個向量共面

8樓:清溪看世界

設baia向量(x1,y1,z1),b向量du(x2,y2,z2),c向量(x3,y3,z3)。如果你能證明:x1:

y1:z1=x2:y2:

z2=x3:y3:z3,那麼zhi這dao三個向量就是共面的。

或者證內其中一個可以由另外兩個容線性表示,例如:證存在實數x、y使得a=x·b+y·c。

或者需證其三個向量的混合積為0,即可。

9樓:匿名使用者

設a向量

制(x1,y1,z1),b向量(x2,y2,z2),c向量(x3,y3,z3)。

如果你能證明:x1:y1:z1=x2:y2:z2=x3:y3:z3,那麼這三個向量就是共面的。

或者證其中一個可以由另外兩個線性表示,例如:證存在實數x、y使得a=x·b+y·c。

或者需證其三個向量的混合積為0,即可。

10樓:匿名使用者

先求得任意兩個向量的法向量,在證明其法向量和第三個向量垂直就好了,具體演算法我已經忘了,不好意思,只能告訴你大概方法。

11樓:匿名使用者

a,b是兩個不共線的向量 則向量p與向量a,b共面的充要條件是存在有序實數對(x,y)使p=xa+yb

12樓:愛鬧來1蜜

混合積為零

(a,b,c)=a×b·c=0

該式意義請參考shpoiuy9的回答

13樓:餜拫鏍兼牸餜拫

(向量a,向量b,向量c)=(向量a*向量b)·向量c=0

怎麼證明三個向量共面

14樓:仝聖御雨雪

a,b是兩個不共線的向量

則向量p與向量a,b共面的充要條件是存在有序實數對(x,y)使p=xa+yb

15樓:黃徐升

證明存在它們的一個線性組合等於0向量

16樓:西域牛仔王

把其中一個向量用其餘兩個表示出來,如 a = 2b - 3c,

就可以下結論說,它們三個共面 。

17樓:匿名使用者

證明三個向量線性相關即可

18樓:匿名使用者

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