Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Tích vectơ”
n →Liên kết ngoài: Thêm thể loại VIP using AWB |
Restored revision 71036025 by InternetArchiveBot (Restorer) Thẻ: Lùi sửa |
||
(Không hiển thị 27 phiên bản của 17 người dùng ở giữa) | |||
Dòng 1: | Dòng 1: | ||
[[Tập tin: |
[[Tập tin:Cross product vector.svg|nhỏ|Minh họa kết quả phép nhân vectơ trong [[hệ tọa độ]] bên phải]] |
||
Trong [[toán học]], phép '''tích vectơ''' hay '''nhân vectơ''' hay '''tích có hướng''' là một [[phép toán hai ngôi|phép toán nhị nguyên]] trên các [[vectơ]] trong [[không gian vectơ]] ba chiều. Nó là một trong hai phép nhân thường gặp giữa các vectơ (phép toán kia là [[nhân vô hướng]]). Nó khác nhân vô hướng ở chỗ là kết quả thu được là một [[giả vectơ]] thay cho một [[vô hướng]]. Kết quả này [[vuông góc]] với mặt phẳng chứa hai vectơ đầu vào của phép nhân. |
Trong [[toán học]], phép '''tích vectơ''' hay '''nhân vectơ''' hay '''tích có hướng''' là một [[phép toán hai ngôi|phép toán nhị nguyên]] trên các [[vectơ]] trong [[không gian vectơ]] ba chiều. Nó là một trong hai [[phép nhân]] thường gặp giữa các vectơ (phép toán kia là [[nhân vô hướng]]). Nó khác nhân vô hướng ở chỗ là kết quả thu được là một [[giả vectơ]] thay cho một [[vô hướng]]. Kết quả này [[vuông góc]] với mặt phẳng chứa hai vectơ đầu vào của phép nhân. |
||
== Định nghĩa == |
== Định nghĩa == |
||
[[Tập tin:Right hand cross product. |
[[Tập tin:Right hand rule cross product.svg|phải|nhỏ|Xác định hướng của tích vectơ bằng [[Quy tắc bàn tay phải]].]] |
||
Phép nhân vectơ của vectơ '''a''' và '''b''' được ký hiệu là '''a''' × '''b''', định nghĩa bởi: |
Phép nhân vectơ của vectơ '''a''' và '''b''' được ký hiệu là '''a''' × '''b''' hay <math>[\vec{a},\vec{b}]</math>, định nghĩa bởi: |
||
:<math>\mathbf{a} \times \mathbf{b} = \mathbf\hat{n} \left| \mathbf{a} |
:<math>\mathbf{a} \times \mathbf{b} = \mathbf\hat{n} \left| \mathbf{a}\right| \left| \mathbf{b}\right| \sin \theta</math> |
||
với θ là [[góc]] giữa '''a''' và '''b''' (0° ≤ θ ≤ 180°) nằm trên mặt phẳng chứa '''a''' và '''b''', và '''n''' là [[vectơ#Các khái niệm cơ bản|vectơ đơn vị]] [[vuông góc]] với '''a''' và '''b'''. |
với ''θ'' là [[góc]] giữa '''a''' và '''b''' (0° ≤ θ ≤ 180°) nằm trên mặt phẳng chứa '''a''' và '''b''', và '''n''' là [[vectơ#Các khái niệm cơ bản|vectơ đơn vị]] [[vuông góc]] với '''a''' và '''b'''. |
||
Thực tế có hai vectơ '''n''' thỏa mãn điều kiện vuông góc với '''a''' và '''b''' (khi '''a''' |
Thực tế có hai vectơ '''n''' thỏa mãn điều kiện vuông góc với '''a''' và '''b''' (khi '''a''' và '''b''' không cùng phương), vì nếu '''n''' vuông góc với '''a''' và '''b''' thì -'''n''' cũng vậy. |
||
Việc chọn hướng của véctơ '''n''' phụ thuộc vào [[hệ tọa độ]] tuân theo [[quy tắc bàn tay trái]] hay [[quy tắc bàn tay phải]]. ('''a''', '''b''', '''a''' × '''b''') tuân cùng quy tắc với hệ tọa độ đang sử dụng để xác định các vectơ. |
Việc chọn hướng của véctơ '''n''' phụ thuộc vào [[hệ tọa độ]] tuân theo [[quy tắc bàn tay trái]] hay [[quy tắc bàn tay phải]]. ('''a''', '''b''', '''a''' × '''b''') tuân cùng quy tắc với hệ tọa độ đang sử dụng để xác định các vectơ. |
||
Dòng 17: | Dòng 17: | ||
== Tính chất == |
== Tính chất == |
||
⚫ | |||
Chiều dài vectơ kết quả, |'''a''' × '''b'''|, có thể được coi bằng [[diện tich]] của [[hình bình hành]] có cạnh '''a''' và '''b'''. |
|||
:<math> V = |\mathbf{a}\cdot(\mathbf{b} \times \mathbf{c})|. </math> |
|||
=== Tính chất đại số === |
|||
Phép tính này [[phản giao hoán]]: |
Phép tính này [[phản giao hoán]]: |
||
:'''a''' × '''b''' = -'''b''' × '''a''' |
:'''a''' × '''b''' = -('''b''' × '''a)''' |
||
Nó [[phân phối (phép tính)|phân phối]] được trên phép cộng vectơ: |
Nó [[phân phối (phép tính)|phân phối]] được trên [[phép cộng]] vectơ: |
||
:'''a''' × ('''b''' + '''c''') = '''a''' × '''b''' + '''a''' × '''c''' |
:'''a''' × ('''b''' + '''c''') = '''a''' × '''b''' + '''a''' × '''c''' |
||
Dòng 40: | Dòng 33: | ||
Nó thỏa mãn ''[[đẳng thức Jacobi]]'': |
Nó thỏa mãn ''[[đẳng thức Jacobi]]'': |
||
:'''a''' × ('''b''' × '''c''') + '''b''' × ('''c''' × '''a''') + '''c''' × ('''a''' × '''b''') = '''0'''. |
:'''a''' × ('''b''' × '''c''') + '''b''' × ('''c''' × '''a''') + '''c''' × ('''a''' × '''b''') = '''0'''. |
||
2 vectơ không cùng phương thì tích có hướng là một vectơ vuông góc với 2 vectơ đã cho. |
|||
Các tính chất trên cho thấy [[không gian vectơ]] ba chiều với phép nhân vec tơ tạo thành một [[đại số Lie]]. |
Các tính chất trên cho thấy [[không gian vectơ]] ba chiều với phép nhân vec tơ tạo thành một [[đại số Lie]]. |
||
== Tích có hướng trong hệ tọa độ Descartes == |
|||
Hai vectơ khác không '''a''' và '''b''' song song [[tương đương logic|khi và chỉ khi]] '''a''' × '''b''' = '''0'''. |
|||
Trong không gian với [[Hệ tọa độ Descartes|hệ trục tọa độ]] Oxyz, cho <math>\vec{n_1}=(A_1,B_1,C_1)</math> và <math>\vec{n_2}=(A_2,B_2,C_2)</math>, khi đó tích có hướng giữa 2 vectơ là vectơ có tọa độ |
|||
<math>[\vec{n_1},\vec{n_2}]=(\begin{vmatrix} B_1 & C_1 \\ B_2 & C_2 \end{vmatrix},\begin{vmatrix} C_1 & A_1 \\ C_2 & A_2 \end{vmatrix},\begin{vmatrix} A_1 & B_1 \\ A_2 & B_2 \end{vmatrix})</math> |
|||
== Ứng dụng == |
== Ứng dụng == |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
Nhiều công thức tính trong [[không gian vectơ]] ba chiều liên quan đến nhân vectơ, nhờ vào kết quả là vectơ vuông góc với hai vectơ đầu vào. |
|||
* Diện tích [[hình bình hành]] ABCD: <math>S=\left\vert [\vec{AB};\vec{AD}] \right\vert=AB.AD.sin(A)</math> |
|||
* [[Thể tích]] khối hộp ABCDA'B'C'D': <math>V=\left\vert [\vec{AB};\vec{AD}]\cdot\vec{AA'} \right\vert</math> |
|||
* 2 vector <math>\vec{u}</math> và <math>\vec{v}</math> cùng phương <math>\Leftrightarrow</math> <math>[\vec{u};\vec{v}]=\vec{0}</math> |
|||
* 3 vector <math>\vec{u}</math>, <math>\vec{v}</math>, <math>\vec{w}</math> đồng phẳng <math>\Leftrightarrow</math> <math>[\vec{u};\vec{v}].\vec{w}=0</math> |
|||
=== Ứng dụng trong vật lý === |
|||
⚫ | |||
==Xem thêm== |
==Xem thêm== |
||
* [[Quy tắc bàn tay phải]] |
* [[Quy tắc bàn tay phải]] |
||
==Tham khảo== |
|||
{{tham khảo}} |
|||
==Liên kết ngoài== |
==Liên kết ngoài== |
||
⚫ | |||
(bằng [[tiếng Anh]]) |
|||
⚫ | |||
⚫ | |||
* [http://bachkhoatoanthu.vass.gov.vn/noidung/tudien/Lists/GiaiNghia/View_Detail.aspx?ItemID=7397 Tích vectơ] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160919193947/http://bachkhoatoanthu.vass.gov.vn/noidung/tudien/Lists/GiaiNghia/View_Detail.aspx?ItemID=7397 |date=2016-09-19 }} trên [[Từ điển bách khoa Việt Nam]] |
|||
⚫ | |||
{{đại số tuyến tính}} |
|||
[[Thể loại:Đại số trừu tượng]] |
[[Thể loại:Đại số trừu tượng]] |
||
[[Thể loại:Đại số tuyến tính]] |
[[Thể loại:Đại số tuyến tính]] |
||
{{stub}} |
|||
[[Thể loại:Giải tích vectơ]] |
[[Thể loại:Giải tích vectơ]] |
||
[[Thể loại:Hình học giải tích]] |
[[Thể loại:Hình học giải tích]] |
||
[[Thể loại:Phép toán hai ngôi]] |
Bản mới nhất lúc 04:24, ngày 6 tháng 7 năm 2024
Trong toán học, phép tích vectơ hay nhân vectơ hay tích có hướng là một phép toán nhị nguyên trên các vectơ trong không gian vectơ ba chiều. Nó là một trong hai phép nhân thường gặp giữa các vectơ (phép toán kia là nhân vô hướng). Nó khác nhân vô hướng ở chỗ là kết quả thu được là một giả vectơ thay cho một vô hướng. Kết quả này vuông góc với mặt phẳng chứa hai vectơ đầu vào của phép nhân.
Định nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]
Phép nhân vectơ của vectơ a và b được ký hiệu là a × b hay , định nghĩa bởi:
với θ là góc giữa a và b (0° ≤ θ ≤ 180°) nằm trên mặt phẳng chứa a và b, và n là vectơ đơn vị vuông góc với a và b.
Thực tế có hai vectơ n thỏa mãn điều kiện vuông góc với a và b (khi a và b không cùng phương), vì nếu n vuông góc với a và b thì -n cũng vậy.
Việc chọn hướng của véctơ n phụ thuộc vào hệ tọa độ tuân theo quy tắc bàn tay trái hay quy tắc bàn tay phải. (a, b, a × b) tuân cùng quy tắc với hệ tọa độ đang sử dụng để xác định các vectơ.
Vì kết quả phụ thuộc vào quy ước hệ tọa độ, nó được gọi là giả vectơ. May mắn là trong các hiện tượng tự nhiên, nhân vectơ luôn đi theo cặp đối chiều nhau, nên kết quả cuối cùng không phụ thuộc lựa chọn hệ tọa độ.
Tính chất[sửa | sửa mã nguồn]
Phép tính này phản giao hoán:
- a × b = -(b × a)
Nó phân phối được trên phép cộng vectơ:
- a × (b + c) = a × b + a × c
Nó kết hợp được với nhân vô hướng:
- (r.a) × b = a × (r.b) = r.(a × b).
với "." chỉ nhân vô hướng.
Nó không có tính kết hợp,
- (a × b) × ca × (b × c)
(Ví dụ: khi a song song với b vế trái bằng 0 trong khi về phải (nói chung) khác không.)
Nó thỏa mãn đẳng thức Jacobi:
- a × (b × c) + b × (c × a) + c × (a × b) = 0.
2 vectơ không cùng phương thì tích có hướng là một vectơ vuông góc với 2 vectơ đã cho.
Các tính chất trên cho thấy không gian vectơ ba chiều với phép nhân vec tơ tạo thành một đại số Lie.
Tích có hướng trong hệ tọa độ Descartes[sửa | sửa mã nguồn]
Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho và , khi đó tích có hướng giữa 2 vectơ là vectơ có tọa độ
Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]
Ý nghĩa hình học[sửa | sửa mã nguồn]
Nhiều công thức tính trong không gian vectơ ba chiều liên quan đến nhân vectơ, nhờ vào kết quả là vectơ vuông góc với hai vectơ đầu vào.
- Diện tích hình bình hành ABCD:
- Thể tích khối hộp ABCDA'B'C'D':
- 2 vector và cùng phương
- 3 vector , , đồng phẳng
Ứng dụng trong vật lý[sửa | sửa mã nguồn]
Phép tính này xuất hiện ở công thức tính lực Lorentz do một trường điện từ tác động lên một điện tích. Công thức tính mômen lực hay mômen động lượng cũng liên quan đến nhân vectơ.
Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]
Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]
Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]
- Vector Cross Product Lưu trữ 2007-09-29 tại Wayback Machine which allows you to cross two 3D vectors. Look under the Vector Cross Product heading. (tiếng Anh)
- Nhân vectơ trong không gian có số chiều lớn hơn 3 Lưu trữ 2015-09-05 tại Wayback Machine chỉ có thể thực hiện trong không gian 7 chiều. (tiếng Anh)
- Tích vectơ Lưu trữ 2016-09-19 tại Wayback Machine trên Từ điển bách khoa Việt Nam