Главная › Лекции › 3Blue1Brown — Сущность линейной алгебры

Векторное произведение

Лекция объясняет геометрический смысл двумерного и трёхмерного векторного произведения, его вычисление через определитель и правило правой руки.

3Blue1Brown⏱ 9 минОткрыть на YouTube ↗
Пройти весь тест — 6 вопросов →

Бесплатно, нужен вход через Google. Готовый тест не тратит часовой лимит.

О чём лекция

В двумерном случае векторное произведение двух векторов — это знаковая площадь параллелограмма, который они образуют. Знак зависит от порядка векторов и их ориентации: при перестановке векторов он меняется. Значение можно найти как определитель матрицы, столбцами которой служат координаты этих векторов. Определитель показывает, во сколько раз линейное преобразование меняет площадь единичного квадрата, превращая его в нужный параллелограмм; отрицательный знак означает изменение ориентации.

Площадь параллелограмма больше, когда векторы ближе к перпендикулярным, и растёт пропорционально длине любого из векторов. Однако обычное трёхмерное векторное произведение — уже вектор: его длина равна площади параллелограмма, а направление перпендикулярно его плоскости и определяется правилом правой руки. Для вычисления используют определитель с координатами двух векторов и базисными векторами в первом столбце. Такой приём связан с геометрическим смыслом определителя; более глубокое объяснение этой связи лекция оставляет для следующей части.

Ключевые идеи

Примеры вопросов

Два вектора v и w выходят из одной точки на плоскости; v расположен справа от w. Если ориентированную площадь параллелограмма задаёт порядок векторов в произведении, какой знак имеет w × v по сравнению с v × w?

  1. AЗнак меняется на противоположный: если v × w положительно, то w × v отрицательно.
  2. BЗнаки совпадают, поскольку оба произведения относятся к одному параллелограмму.
  3. CЗнак зависит только от длин векторов, а не от их порядка.
  4. Dw × v всегда равно нулю, потому что векторы не переставлены геометрически.
Показать ответ

Верный ответ: A. При перестановке векторов меняется ориентация обхода параллелограмма, поэтому знак ориентированной площади становится противоположным.

Для векторов плоскости \(v=(2,1)\) и \(w=(3,4)\) 2D-векторное произведение вычисляют как определитель матрицы, в столбцах которой стоят координаты этих векторов: \(\begin{vmatrix}v_x&w_x\\v_y&w_y\end{vmatrix}\). Чему равно это произведение?

  1. A11
  2. B−5
  3. C−2
  4. D5
Показать ответ

Верный ответ: D. Подставляем координаты в определитель: \(2\cdot4-3\cdot1=5\).

Пройти весь тест — 6 вопросов →

Свой тест по любой лекции

Вставьте ссылку на видео — LearnReplay сделает тест на понимание.

Создать тест →