ベクトルの外積の求め方

空間の 2 つのベクトルの外積を求めます。外積は両方に垂直なベクトルで、その大きさは 2 つのベクトルが張る平行四辺形の面積になります。三角形の面積はその半分です。

空間の 2 つのベクトルから、その両方に垂直なベクトルを作ります。これを外積といいます。

a×b=(y1z2z1y2, z1x2x1z2, x1y2y1x2)\vec{a} \times \vec{b} = (y_1z_2 - z_1y_2,\ z_1x_2 - x_1z_2,\ x_1y_2 - y_1x_2)

成分ごとに、自分以外の 2 つの成分をたすきに掛けて引きます。外積の大きさは 2 つのベクトルが張る平行四辺形の面積になり、その半分が三角形の面積です。

内積との違い

内積は数を返しますが、外積はベクトルを返します。内積は 2 つのベクトルがどれだけ同じ向きかを表し、外積はどれだけ違う向きかを表します。平行なベクトルの外積はゼロベクトルになり、面積も 0 です。

(2,3,4)(2, 3, 4)(5,6,7)(5, 6, 7) の外積を求めます。xx 成分は 3×74×6=33 \times 7 - 4 \times 6 = -3yy 成分は 4×52×7=64 \times 5 - 2 \times 7 = 6zz 成分は 2×63×5=32 \times 6 - 3 \times 5 = -3 です。大きさは 9+36+9=54\sqrt{9 + 36 + 9} = \sqrt{54} で約 7.348、三角形の面積はその半分の約 3.674 になります。

注意

外積は掛ける順番で向きが変わります。b×a\vec{b} \times \vec{a}a×b\vec{a} \times \vec{b} の符号を反転したものです。内積とはここが違います。

平面のベクトルを扱うときは zz を 0 にします。外積は zz 成分だけが残り、その値が平行四辺形の面積になります。