スカラー3重積(内積・外積についての公式 1 )の証明

内積・外積についての公式 1 の証明 (proof of formula 1 for inner product and cross product)

スカラー3重積の公式   A ⋅ ( B × C ) = B ⋅ ( C × A ) = C ⋅ ( A × B ) = det ( AT BT CT )   の証明

[証明]

ベクトル  A = ( Ax  ,  Ay  ,  Az ) , B = ( Bx  ,  By  ,  Bz ) , C = ( Cx  ,  Cy  ,  Cz )  に対して,

A × B = ( AyBz − AzBy  ,  AzBx − AxBz  ,  AxBy − AyBx )

B × C = ( ByCz − BzCy  ,  BzCx − BxCz  ,  BxCy − ByCx )

C × A = ( CyAz − CzAy  ,  CzAx − CxAz  ,  CxAy − CyAx )

より,

A ⋅ ( B × C ) = Ax ( ByCz − BzCy ) + Ay ( BzCx − BxCz ) + Az ( BxCy − ByCx )

= Ax By Cz − Ax Bz Cy + Ay Bz Cx − Ay Bx Cz + Az Bx Cy − Az By Cx

B ⋅ ( C × A ) = Bx ( CyAz − CzAy ) + By ( CzAx − CxAz ) + Bz ( CxAy − CyAx )

= Bx Cy Az − Bx Cz Ay + By Cz Ax − By Cx Az + Bz Cx Ay − Bz Cy Ax

C ⋅ ( A × B ) = Cx ( AyBz − AzBy ) + Cy ( AzBx − AxBz ) + Cz ( AxBy − AyBx )

= Cx Ay Bz − Cx Az By + Cy Az Bx − Cy Ax Bz + Cz Ax By − Cz Ay Bx

となるので A ⋅ ( B × C ) = B ⋅ ( C × A ) = C ⋅ ( A × B ) が成り立つ.また,

det ( AT BT CT ) = | Ax Bx Cx Ay By Cy Az Bz Cz | = Ax | By Cy Bz Cz | − Ay | Bx Cx Bz Cz | + Az | Bx Cx By Cy |

= Ax ( ByCz − BzCy ) − Ay ( BxCz − BzCx ) + Az ( BxCy − ByCx )

= Ax By Cz − Ax Bz Cy + Ay Bz Cx − Ay Bx Cz + Az Bx Cy − Az By Cx

より, det ( AT BT CT ) = A ⋅ ( B × C ) が成り立つ.(証明終)


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最終更新日2026年3月10日