外積の各成分の幾何学的意味

外積の各成分の幾何学的意味

a = ( a x , a y , a z ) b = ( b x , b y , b z ) のとき

a × b = ( a y b z a z b y , a z b x a x b z , a x b y a y b x )

となる.

各成分の幾何学的意味について具体的事例を用いて解説する.

a b x y 平面内に存在する場合

a = 2 , 0 , 0 b = 0 , 5 , 0 のとき

a × b = 0 0 0 5 , 0 0 2 0 , 2 5 0 0 = 0 , 0 , 10

となる.

z 成分の値 10 は, a b を2辺とする平行四辺形(この場合は長方形)の符号付き面積の値になっている.

a = 1 , 5 , 0 b = 2 , 1 , 0 のとき

a × b = 5 0 0 1 , 0 2 1 0 , 1 1 5 2 = 0 , 0 , 9

となる. z 成分の値 9 は, a b を2辺とする平行四辺形の符号付き面積の値になっている.

a b y 軸を含む平面内に存在する場合

a = 2 , 0 , 1 b = 0 , 5 , 0 のとき

a × b = 0 0 1 5 , 1 0 2 0 , 2 5 0 0 = 5 , 0 , 10

となる.

x 成分の値 は, a b y z 平面に正射影したベクトル, a y z = 0 , 0 , 1 b y z = 0 , 5 , 0 を2辺とする平行四辺形(この場合は長方形)の符号付き面積の値になっている.

y 成分の値は, a b y z 平面に正射影したベクトル, a y z = 2 , 0 , 1 b y z = 0 , 0 , 0 を2辺とする平行四辺形が形成されないので 0 になる.

z 成分の値 は, a b x y 平面に正射影したベクトル, a x y = 2 , 0 , 0 b x y = 0 , 5 , 0 を2辺とする平行四辺形(この場合は長方形)の符号付き面積の値になっている.

a = 2 , 1 , 1 b = 2 , 6 , 1 のとき

a × b = 1 1 1 6 , 1 2 2 1 , 2 6 1 2 = 5 , 0 , 10

となる.

x 成分の値 は, a b y z 平面に正射影したベクトル, a y z = 0 , 1 , 1 b y z = 0 , 6 , 1 を2辺とする平行四辺形の符号付き面積の値になっている.

y 成分の値 は, a b y z 平面に正射影したベクトル, a y z = 2 , 0 , 1 b y z = 2 , 0 , 1 が重なり平行四辺形が形成されないので 0 になる.

z 成分の値 は, a b x y 平面に正射影したベクトル, a x y = 2 , 1 , 0 b x y = 2 , 6 , 0 を2辺とする平行四辺形の符号付き面積の値になっている.

a b が任意の場合

a = 1 , 2 , 2 b = 3 , 1 , 3 のとき

a × b = 2 3 2 1 , 2 3 1 3 , 1 1 2 3 = 4 , 3 , 5

となる.

x 成分の値 は, a b y z 平面に正射影したベクトル, a y z = 0 , 2 , 2 b y z = 0 , 1 , 3 を2辺とする平行四辺形の符号付き面積の値になっている.

y 成分の値 は, a b z x 平面に正射影したベクトル, a z x = 1 , 0 , 2 b z x = 3 , 0 , 3 を2辺とする平行四辺形の符号付き面積の値になっている.

z 成分の値 は, a b x y 平面に正射影したベクトル, a x y = 1 , 2 , 0 b x y = 3 , 1 , 0 を2辺とする平行四辺形の符号付き面積の値になっている.

 

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最終更新日 2026年3月27日