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【几何代数】如何证明外积满足反交换律?

给定两个向量,那么二者的外积满足反交换律:a∧b=-b∧a对于这一点,多数教材上都是规定出来的。其实,这是可以从外积的定义出发进行证明的。
工具/原料
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电脑

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网络画板

方法/步骤
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给定两个向量a和b,那么a∧b表示的是它们形成的平行四边形的有向面积。设c=-(a+b),那么a、b、c可以围成三角形,a∧b还可以表示这个三角形的有向面积的二倍。

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同样的,b∧c也是这个三角形的有向面积,且与a∧b的方向相同(同为顺时针)。

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于是,b∧c=a∧b。注意,这时候我们还不知道反交换律是否成立,但是我们知道结合律是成立的。

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所以就有如下的推理过程,最终证明了外积满足反交换律。

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上面过程中,用到一个结论:b∧b=0这是因为单独一个向量,不可能张开一个平行四边形。我们可以认为这是一个面积为0的平行四边形,已经与方向无关了。实际上,这一点与反交换律是相辅相成的:

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观察图片,给出下图的证明。这其实是一个无言的证明,只需要你会分辨逆时针方向和顺时针方向。

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