向量内积分配律证明

问题描述:

向量内积分配律证明
如题,厚雄哥上没证明饿

向量A*B的意义是向量A的数量乘以向量B在向量A的方向上的投影的数量的大小,这样明确其数学意义我们就可以证明了.将向量A 和向量 B+C 的始点移动到同一点,过向量B的终点做垂直于向量A的平面1,则平面1与向量A的始点之间...我不会作图啊,不好意思!你看看下面的内容,看会了不?实际上只要会使用就行。不需要证明。三维向量外积(即矢积、叉积)可以用几何方法证明;也可以借用外积的反对称性、内积的分配律和混合积性质,以代数方法证明。下面把向量外积定义为:a × b = |a|·|b|·Sin.分配律的几何证明方法很繁琐,大意是用作图的方法验证。有兴趣的话请自己参阅参考文献中的证明。下面给出代数方法。我们假定已经知道了:1)外积的反对称性:a × b = - b × a.这由外积的定义是显然的。2)内积(即数积、点积)的分配律:a·(b + c) = a·b + a·c,(a + b)·c = a·c + b·c.这由内积的定义a·b = |a|·|b|·Cos,用投影的方法不难得到证明。3)混合积的性质:定义(a×b)·c为矢量a, b, c的混合积,容易证明:i) (a×b)·c的绝对值正是以a, b, c为三条邻棱的平行六面体的体积,其正负号由a, b, c的定向决定(右手系为正,左手系为负)。从而就推出:ii) (a×b)·c = a·(b×c)所以我们可以记a, b, c的混合积为(a, b, c).由i)还可以推出:iii) (a, b, c) = (b, c, a) = (c, a, b)我们还有下面的一条显然的结论:iv) 若一个矢量a同时垂直于三个不共面矢a1, a2, a3,则a必为零矢量。下面我们就用上面的1)2)3)来证明外积的分配律。设r为空间任意矢量,在r·(a×(b + c))里,交替两次利用3)的ii)、iii)和数积分配律2),就有r·(a×(b + c))= (r×a)·(b + c)= (r×a)·b + (r×a)·c= r·(a×b) + r·(a×c)= r·(a×b + a×c)移项,再利用数积分配律,得r·(a×(b + c) - (a×b + a×c)) = 0这说明矢量a×(b + c) - (a×b + a×c)垂直于任意一个矢量。按3)的iv),这个矢量必为零矢量,即a×(b + c) - (a×b + a×c) = 0所以有a×(b + c) = a×b + a×c.证毕。