公式 ( A × B ) ⋅ ( C × D ) = ( A ⋅ C ) ( B ⋅ D ) − ( A ⋅ D ) ( B ⋅ C ) の証明
[証明]
ベクトル A = ( Ax , Ay , Az ) , B = ( Bx , By , Bz ) , C = ( Cx , Cy , Cz ) , D = ( Dx , Dy , Dz ) に対して,
A × B = ( AyBz − AzBy , AzBx − AxBz , AxBy − AyBx )
C × D = ( CyDz − CzDy , CzDx − CxDz , CxDy − CyDx )
より,
( A × B ) ⋅ ( C × D ) = ( AyBz − AzBy ) ( CyDz − CzDy )
+ ( AzBx − AxBz ) ( CzDx − CxDz )
+ ( AxBy − AyBx ) ( CxDy − CyDx )
= AyBz CyDz + AzBy CzDy − AyBz CzDy − AzBy CyDz
+ AzBx CzDx + AxBz CxDz − AzBx CxDz − AxBz CzDx
+ AxBy CxDy + AyBx CyDx − AxBy CyDx − AyBx CxDy
となる.ここで,右辺に
0= AxBx CxDx + AyBy CyDy + AzBz CzDz − AxBx CxDx − AyBy CyDy − AzBz CzDz
を加えると,
( A × B ) ⋅ ( C × D ) = AxBx CxDx + AxBy CxDy + AxBz CxDz − AxBx CxDx − AxBy CyDx − AxBz CzDx
+ AyBx CyDx + AyBy CyDy + AyBz CyDz − AyBx CxDy − AyBy CyDy − AyBz CzDy
+ AzBx CzDx + AzBy CzDy + AzBz CzDz − AzBx CxDz − AzBy CyDz − AzBz CzDz
= AxCx ( BxDx + ByDy + BzDz ) − AxDx ( BxCx + ByCy + BzCz )
+ AyCy ( BxDx + ByDy + BzDz ) − AyDy ( BxCx + ByCy + BzCz )
+ AzCz ( BxDx + ByDy + BzDz ) − AzDz ( BxCx + ByCy + BzCz )
= ( AxCx + AyCy + AzCz ) ( BxDx + ByDy + BzDz )
− ( AxDx + AyDy + AzDz ) ( BxCx + ByCy + BzCz )
= ( A ⋅ C ) ( B ⋅ D ) − ( A ⋅ D ) ( B ⋅ C )
が成り立つ.(証明終)
ホーム>>カテゴリー分類>>ベクトル>>内積・外積についての公式>>内積・外積についての公式 3 の証明
最終更新日2023年2月20日
[ページトップ]
利用規約
google translate (English version)