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ベクトル代数

内積(スカラー積)

 \(\mathbf{a}・\mathbf{b}=|\mathbf{a}||\mathbf{b}|cos\theta\)

 

 

外積(ベクトル積)

 \(\mathbf{a}×\mathbf{b}=|\mathbf{a}||\mathbf{b}|sin\theta \mathbf{\hat{n}}=\begin{vmatrix} \mathbf{\hat{x}} & \mathbf{\hat{y}} & \mathbf{\hat{z}} \\ a_x & a_y & a_z \\ b_x & b_y & b_z  \end{vmatrix}\)

 \(\mathbf{\hat{n}}\)は\(\mathbf{a}、\mathbf{b}\)と右手系をなす単位ベクトル

 

 

\(Lagrange\)の恒等式

 \( (\mathbf{a}×\mathbf{b})・(\mathbf{c}×\mathbf{d}) = (\mathbf{a}・\mathbf{c})(\mathbf{b}・\mathbf{d})- (\mathbf{a}・\mathbf{d})(\mathbf{b}・\mathbf{c})\)

 

 

スカラー三重積

 \((\mathbf{a}×\mathbf{b})・\mathbf{c}=\begin{vmatrix} \ a_x & a_y & a_z \\ b_x & b_y & b_z \\ c_x & c_y & c_z  \end{vmatrix}\)

 \(=(\mathbf{b}×\mathbf{c})・\mathbf{a}\)

 \(=(\mathbf{c}×\mathbf{a})・\mathbf{b}\)

 \(=\)平行四面体の体積

 

 

ベクトル三重積

 \( (\mathbf{a}×\mathbf{b})×\mathbf{c} = (\mathbf{a}・\mathbf{c})\mathbf{b}-(\mathbf{b}・\mathbf{c})\mathbf{a}\)

 \( \mathbf{a}×(\mathbf{b}×\mathbf{c}) = (\mathbf{a}・\mathbf{c})\mathbf{b}-(\mathbf{a}・\mathbf{b})\mathbf{c}\)