叉乘分配律的几何证明

叉乘常被用于计算机图形学求平面法向量计算。
叉乘的物理意义可以理解成力矩。力是可以合成与分解的,所以叉乘当然支持分配律。
下面使用几何的方式证明:

(a⃗ +b⃗ )×c⃗ =a⃗ ×c⃗ +b⃗ ×c⃗ 

叉乘分配律的几何证明

(a⃗ +b⃗ )×c⃗ =(OA+OB)×OC=OF×OC=SOFECn1

a⃗ ×c⃗ =OA×OC=SOADCn2

b⃗ ×c⃗ =OB×OC=SAFEDn3

n1,n2,n3分别是平行四边形OFEC,OADC,AFED的单位法向量

平面OFEC,OADC,AFED恰好围成一个三棱柱, 将其以OFEC为底平放,投影到三条平行棱的垂直平面后,得投影平面图:
投影的各边分别为各平行四边行的宽,即水平方向的高,

只要证明这三边等长垂直向量满足向量和,就能保证与面积为长度的垂直向量满足向量和。
作A’F’,AA”分别垂直并等长于A’F,A’O, 将A’F’平移到A”P

叉乘分配律的几何证明

下面证明
A’P垂直等长于OF

根据互补角关系,容易得:

PA′′A=OAF

所以这两个三角形全等:

PA′′AOAF

所以:A’P=OF

三角形平面旋转容易证明A’P, OF垂直。

注意:
三棱柱侧面三个平行四边形面积大小是与棱边距离成比例的,而不以底边成比例,想象一下棱边沿其方面移动(上下平面错切),各四边形面积是不变的,但底边大小可要变化,所以底边与面积不成比例。
然而面积可以以底边乘于高计算,于是垂直方向的高不能相等,否则底边就与面积等比例了。

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