三重積,又稱混合積,是三個(gè)向量相乘的結(jié)果。向量空間中,有兩種方法將三個(gè)向量相乘,得到三重積,分別稱作標(biāo)量三重積和向量三重積。設(shè)?a ,b ,c?是空間中三個(gè)向量,則(a×b)·c?稱為三個(gè)向量?a?,b?,c?的混合積,記作[a b c]?或(a,b,c)或(abc)。
標(biāo)量三重積
定義
標(biāo)量三重積是三個(gè)向量中的一個(gè)和另兩個(gè)向量的叉積相乘得到點(diǎn)積,其結(jié)果是個(gè)贗標(biāo)量。
設(shè)為a,b,c為三個(gè)向量,則標(biāo)量三重積的定義為。
特性
設(shè)則有
證明
利用行列式的特性,可知順序置換向量的位置不影響標(biāo)量三重積的值:
.
任意對(duì)換兩個(gè)向量的位置,標(biāo)量三重積與原來(lái)相差一個(gè)負(fù)號(hào):
若任意兩個(gè)向量相等,則標(biāo)量三重積等于零:
其他記號(hào)
有時(shí)候,標(biāo)量三重積會(huì)以括號(hào)表示:
幾何意義
幾何上,由三個(gè)向量定義的平行六面體,其體積等于三個(gè)標(biāo)量標(biāo)量三重積的絕對(duì)值:
向量三重積
向量三重積是三個(gè)向量中的一個(gè)和另兩個(gè)向量的叉積相乘得到的叉積,其結(jié)果是個(gè)向量。
定義
對(duì)于三個(gè)向量?a,b,c,向量三重積的定義為
。
值得注意的是,一般來(lái)說(shuō),
。
特性
以下恒等式,稱作三重積展開或拉格朗日公式,對(duì)于任意向量a,b,c均成立:
.
英文中有對(duì)于第一式有助記口訣 (,后面的出租車),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(gè)公式,可得到以下三點(diǎn):
兩個(gè)分項(xiàng)都帶有三個(gè)向量;
三重積一定是先做叉積的兩向量之線性組合;
中間的向量所帶的系數(shù)一定為正(此處為向量b)。
證明
我們可以由叉積的定義計(jì)算的x分量:
類推至y和z分量,可得:
所以
。
利用上述恒等式,可得以下結(jié)果:
(雅可比恒等式)
在向量分析中,有以下與梯度相關(guān)的一條恒等式:
參考資料 >