高中拓展 · 空间向量 · 叉积

两条向量,怎样确定一个垂直方向?

u=(2,0,0),v=(s,h,z);叉积按右手定则,有向量而非只比较长度。改变第二向量的高度,再转到三维核对垂直。

问题的来处19世纪 · 向量分析与空间方向

空间叉积:问题从哪里来?

19世纪向量方法逐渐成为力学和电磁学的共同语言。叉积将两条向量的长度、夹角与垂直方向联系起来,也给出平行四边形的面积。

读一段背景,带着问题动手

19世纪向量方法逐渐成为力学和电磁学的共同语言。叉积将两条向量的长度、夹角与垂直方向联系起来,也给出平行四边形的面积。

在三维中检查垂直关系,在二维投影中核对长度。右手定则约定方向,交换两条向量次序会使法向反转。

现在,换你来试改变第二向量的高度,再转到三维核对垂直。 固定其他条件,亲手将v的y分量分别设为0.5和1.5,各核验一次;叉积长度与两向量张成的面积如何对应?

空间叉积

M21 / 空间向量
今天的问题

叉积长度与两向量张成的面积如何对应?

独立探索要做什么?

改变第二向量的高度,再转到三维核对垂直。 固定其他条件,亲手将v的y分量分别设为0.5和1.5,各核验一次;叉积长度与两向量张成的面积如何对应?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
先看一次,再亲手试

从2到-2 逐步改变v的y分量;这是条件比较,不是物理时间。暂停后可亲手调整。

尚未开始;也可直接使用装置旁的参数控件。
青线:u蓝线:v金线:u×v
看这里 · 叉积模=面积2.8284

叉积=(0,-2,2),模长2.8284。

拖动旋转检查空间关系;正面、俯视可核对投影,读数按原构造计算。

叉积模=面积
2.8284
叉积与v点积
0

叉积=(0,-2,2),模长2.8284。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

本实验以装置几何与上方读数作为证据。

换个条件,再想一步

两向量平行时,还能用叉积定义法向方向吗?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

u×v=(0,−2z,2h),与u、v点积均为0;模长等于平行四边形面积。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

叉积长度与两向量张成的面积如何对应?

换个条件,再试一次

两向量平行时,还能用叉积定义法向方向吗?

看哪里?

拖动旋转检查空间关系;正面、俯视可核对投影,读数按原构造计算。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识空间向量 · 叉积涉及的量与单位:v的y分量(无量纲)、v的z分量(无量纲)、v的x分量(无量纲)。高中拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:改变第二向量的高度,再转到三维核对垂直。

再做定量:保持其他条件,比较v的y分量与叉积模=面积(无量纲),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

u×v=(0,−2z,2h),与u、v点积均为0;模长等于平行四边形面积。

对照核验提示:较低分量:v的y分量 0.5 ;较高分量:只改变v的y分量 1.5 。按这些题设自己操作并比较叉积模=面积,不把参考情景当个人完成。

适用范围:叉积=(0,-2,2),模长2.8284。

Wolfram MathWorld · 相关词条(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。