《P12 线性代数的本质 - 系列合集 08第二部分 - 以线性变换的眼光看叉积》3Blue1Brown 笔记

叉积的计算公式的推导:

  1. 假设存在两个三维向量v\vec{v}w\vec{w},它们的叉积为p\vec{p},即v×w=p\vec{v} \times \vec{w} = \vec{p}。并假设存在任意三维向量(x,y,z)(x, y, z)
  2. (x,y,z)(x, y, z)p\vec{p}的点积的绝对值,等于(x,y,z)(x, y, z)p\vec{p}上的投影长度乘以p\vec{p}的长度,如果(x,y,z)(x, y, z)p\vec{p}同向,点积为正,反之为负。已知,p\vec{p}的长度等于v\vec{v}w\vec{w}围成的平行四边形面积。
  3. 因为p\vec{p}垂直于v\vec{v}w\vec{w},所以(x,y,z)(x, y, z)p\vec{p}的点积绝对值等于(x,y,z)(x, y, z)v\vec{v}w\vec{w}围成的平行六面体体积。
  4. (x,y,z)(x, y, z)v\vec{v}w\vec{w}围成的平行六面体体积,等于以它们为列向量的矩阵的行列式的绝对值。
  5. 因为p\vec{p}v\vec{v}w\vec{w}的叉积,列向量依次为v\vec{v}w\vec{w}p\vec{p}的矩阵,变换后坐标系定向不会发生变化,行列式为正。
  6. 因此,列向量依次为p\vec{p}v\vec{v}w\vec{w}的矩阵,行列式也为正。
  7. 因此,列向量依次为(x,y,z)(x, y, z)v\vec{v}w\vec{w}的矩阵,如果(x,y,z)(x, y, z)p\vec{p}同向,行列式为正,反之为负。
  8. 因此,(x,y,z)(x, y, z)p\vec{p}的点积等于列向量依次为(x,y,z)(x, y, z)v\vec{v}w\vec{w}的矩阵的行列式。
  9. 因此,叉积p\vec{p}的计算公式如下: