(→a×→b)×→c≠→a×(→b×→c)
(→a×→b)×→c=(→a·→c)→b−(→b·→c)→a
→a×(→b×→c)=(→a·→c)→b−(→a·→b)→c
よって
(→a×→b)×→c≠→a×(→b×→c)
となり,結合法則は成り立たない.
■説明
→a=(a1,a2,a3)
,→b=(b1,b2,b3),→c=(c1,c2,c3)
とおく.
●(→a×→b)×→c
(→a×→b)×→c={(a1,a2,a3)×(b1,b2,b3)}×(c1,c2,c3)
=(a2b3−a3b2,a3b1−a1b3,a1b2−a2b1)×(c1,c2,c3)
=((a3b1−a1b3)c3−(a1b2−a2b1)c2 ,(a1b2−a2b1)c1−(a2b3−a3b2)c3 ,(a2b3−a3b2)c2−(a3b1−a1b3)c1)
=(a3b1c3−a1b3c3−a1b2c2+a2b1c2 ,a1b2c1−a2b1c1−a2b3c3+a3b2c3 ,a2b3c2−a3b2c2−a3b1c1+a1b3c1)
=((a3b1c3+a2b1c2)−(a1b3c3+a1b2c2) ,(a1b2c1+a3b2c3)−(a2b1c1+a2b3c3) ,(a2b3c2+a1b3c1)−(a3b2c2+a3b1c1))
=((a3c3+a2c2)b1−(b3c3+b2c2)a1 ,(a1c1+a3c3)b2−(b1c1+b3c3)a2 ,(a2c2+a1c1)b3−(b2c2+b1c1)a3)
=((a3c3+a2c2)b1−(b3c3+b2c2)a1+a1b1c1−a1b1c1 ,(a1c1+a3c3)b2−(b1c1+b3c3)a2+a2b2c2−a2b2c2 ,(a2c2+a1c1)b3−(b2c2+b1c1)a3+a3b3c3−a3b3c3)
=((a3c3+a2c2+a1c1)b1−(b3c3+b2c2+b1c1)a1 ,(a1c1+a3c3+a2c2)b2−(b1c1+b3c3+b2c2)a2 ,(a2c2+a1c1+a3c3)b3−(b2c2+b1c1+b3c3)a3)
=((a3c3+a2c2+a1c1)b1,(a1c1+a3c3+a2c2)b2,(a2c2+a1c1+a3c3)b3) −((b3c3+b2c2+b1c1)a1,(b1c1+b3c3+b2c2)a2,(b2c2+b1c1+b3c3)a3)
=(a3c3+a2c2+a1c1)(b1,b2,b3)−(b3c3+b2c2+b1c1)(a1,a2,a3)
=(→a·→c)→b−(→b·→c)→a
すなわち
(→a×→b)×→c=(→a·→c)→b−(→b·→c)→a ・・・・・・(1)
●→a×(→b×→c)
→a×(→b×→c)=(→a·→c)→b−(→a·→b)→c
→a×(→b×→c)=(a1,a2,a3)×{(b1,b2,b3)×(c1,c2,c3)}
=(a1,a2,a3)×(b2c3−b3c2,b3c1−b1c3,b1c2−b2c1)
=(a2(b1c2−b2c1)−a3(b3c1−b1c3) ,a3(b2c3−b3c2)−a1(b1c2−b2c1) ,a1(b3c1−b1c3)−a2(b2c3−b3c2))
=(a2b1c2−a2b2c1−a3b3c1+a3b1c3 ,a3b2c3−a3b3c2−a1b1c2+a1b2c1 ,a1b3c1−a1b1c3−a2b2c3+a2b3c2)
=((a2b1c2+a3b1c3)−(a2b2c1+a3b3c1) ,(a3b2c3+a1b2c1)−(a3b3c2+a1b1c2) ,(a1b3c1+a2b3c2)−(a1b1c3+a2b2c3))
=((a2c2+a3c3)b1−(a2b2+a3b3)c1 ,(a3c3+a1c1)b2−(a3b3+a1b1)c2 ,(a1c1+a2c2)b3−(a1b1+a2b2)c3)
=((a2c2+a3c3)b1−(a2b2+a3b3)c1+a1b1c1−a1b1c1 ,(a3c3+a1c1)b2−(a3b3+a1b1)c2+a2b2c2−a2b2c2 ,(a1c1+a2c2)b3−(a1b1+a2b2)c3+a3b3c3−a3b3c3)
=((a2c2+a3c3+a1c1)b1−(a2b2+a3b3+a1b1)c1 ,(a3c3+a1c1+a2c2)b2−(a3b3+a1b1+a2b2)c2 ,(a1c1+a2c2+a3c3)b3−(a1b1+a2b2+a3b3)c3)
=((a2c2+a3c3+a1c1)b1,(a3c3+a1c1+a2c2)b2,(a1c1+a2c2+a3c3)b3) −((a2b2+a3b3+a1b1)c1,(a3b3+a1b1+a2b2)c2,(a1b1+a2b2+a3b3)c3)
=(a2c2+a3c3+a1c1)(b1,b2,b3)−(a2b2+a3b3+a1b1)(c1,c2,c3)
=(→a·→c)→b−(→a·→b)→c
よって
→a×(→b×→c)=(→a·→c)→b−(→a·→b)→c ・・・・・・(2)
(1),(2)より
(→a×→b)×→c≠→a×(→b×→c)
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(→a×→b)×→c≠→a×(→b×→c)
最終更新日
2023年2月20日