Для нахождения векторного произведения двух векторов ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ), обозначаемых как ( \mathbf{a} \times \mathbf{b} ), можно использовать определение и формулу для векторного произведения векторов в трёхмерном пространстве.
Векторы ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ) заданы как:
[ \mathbf{a} = 2\mathbf{i} - 3\mathbf{j} + \mathbf{k} ]
[ \mathbf{b} = 4\mathbf{i} - 2\mathbf{k} ]
Векторное произведение ( \mathbf{a} \times \mathbf{b} ) вычисляется по следующей формуле:
[ \mathbf{a} \times \mathbf{b} = \begin{vmatrix}
\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \
2 & -3 & 1 \
4 & 0 & -2
\end{vmatrix} ]
Для вычисления определителя ( 3 \times 3 ) можно разложить по первой строке:
[ \mathbf{a} \times \mathbf{b} = \mathbf{i} \begin{vmatrix}
-3 & 1 \
0 & -2
\end{vmatrix} - \mathbf{j} \begin{vmatrix}
2 & 1 \
4 & -2
\end{vmatrix} + \mathbf{k} \begin{vmatrix}
2 & -3 \
4 & 0
\end{vmatrix} ]
Теперь вычислим каждый из этих ( 2 \times 2 ) определителей по формуле:
[ \begin{vmatrix}
-3 & 1 \
0 & -2
\end{vmatrix} = (-3) \cdot (-2) - 1 \cdot 0 = 6 ]
[ \begin{vmatrix}
2 & 1 \
4 & -2
\end{vmatrix} = 2 \cdot (-2) - 1 \cdot 4 = -4 - 4 = -8 ]
[ \begin{vmatrix}
2 & -3 \
4 & 0
\end{vmatrix} = 2 \cdot 0 - (-3) \cdot 4 = 0 + 12 = 12 ]
Подставим эти значения обратно в формулу для векторного произведения:
[ \mathbf{a} \times \mathbf{b} = 6\mathbf{i} - (-8)\mathbf{j} + 12\mathbf{k} ]
[ \mathbf{a} \times \mathbf{b} = 6\mathbf{i} + 8\mathbf{j} + 12\mathbf{k} ]
Итак, векторное произведение ( \mathbf{a} \times \mathbf{b} ) равно:
[ \mathbf{a} \times \mathbf{b} = 6\mathbf{i} + 8\mathbf{j} + 12\mathbf{k} ]
Этот результат показывает, что вектор, перпендикулярный к обоим исходным векторам ( \mathbf{a} ) и ( \mathbf{b} ), имеет координаты ( (6, 8, 12) ).