通过MCP连接 →

输入计算

数学公式

Show calculation steps (2)
  1. Magnitude |a×b|

    Magnitude |a×b|: 向量叉乘(叉积)计算器

    Length of the cross product vector

  2. Angle Between Vectors

    Angle Between Vectors: 向量叉乘(叉积)计算器

    theta = arcsin( |a×b| / (|a|·|b|) ), in degrees

广告

结果

叉乘结果 a × b
(-15, -2, 39)
同时垂直于 a 和 b 的向量
模长 |a × b| 41.833
a 与 b 之间的夹角 θ 72.74°

什么是叉乘(叉积)?

两个三维向量 ab 的叉乘,记作 a × b,结果是一个同时垂直于这两个向量的新向量。它的方向遵循右手定则,模长则等于这两个向量所张成的平行四边形的面积。本计算器会一次性给出完整的结果向量、它的模长,以及两个输入向量之间的夹角。

Right-hand rule showing fingers curling from a to b with thumb pointing along a cross b
The right-hand rule gives the direction of a×b.
Two 3D vectors a and b with their cross product perpendicular to both
The cross product a×b is perpendicular to the plane containing a and b.

如何使用本计算器

分别输入向量 a 的 x、y、z 三个分量(\(a_1\)、\(a_2\)、\(a_3\))和向量 b 的三个分量(\(b_1\)、\(b_2\)、\(b_3\)),点击计算即可看到叉乘结果的各分量、模长 \(\left|\vec{a}\times\vec{b}\right|\),以及两向量之间以度数表示的夹角 \(\theta\)。

Advertisement

公式详解

各分量通过行列式展开计算得到:

$$\vec{a}\times\vec{b} = \left( a_2\,b_3 - a_3\,b_2,\;\; a_3\,b_1 - a_1\,b_3,\;\; a_1\,b_2 - a_2\,b_1 \right)$$

模长为 $$\left|\vec{a}\times\vec{b}\right| = \sqrt{c_x^{2} + c_y^{2} + c_z^{2}}$$ 它同时也等于 \(\left|\vec{a}\right|\left|\vec{b}\right|\sin\theta\)。由此可反求夹角:$$\theta = \arcsin\!\left( \frac{\left|\vec{a}\times\vec{b}\right|}{\left|\vec{a}\right|\,\left|\vec{b}\right|} \right)$$

Parallelogram formed by vectors a and b with shaded area equal to magnitude of cross product
The magnitude |a×b| equals the area of the parallelogram spanned by a and b.

计算实例

设 \(\vec{a} = (3, -3, 1)\),\(\vec{b} = (4, 9, 2)\)。则 \(c_x = (-3)(2) - (1)(9) = -15\),\(c_y = (1)(4) - (3)(2) = -2\),\(c_z = (3)(9) - (-3)(4) = 39\)。因此 $$\vec{a}\times\vec{b} = (-15, -2, 39)$$ 其模长为 $$\sqrt{225 + 4 + 1521} = \sqrt{1750} \approx 41.83$$

Advertisement

常见问题

叉乘满足交换律吗?不满足。\(\vec{a}\times\vec{b} = -(\vec{b}\times\vec{a})\);交换两个向量的顺序,结果方向会反过来。

如果结果是零向量怎么办?说明这两个向量平行(或其中一个为零向量),它们之间的夹角为 0° 或 180°。

叉乘适用于二维吗?严格意义上的叉乘只在三维空间中定义。对于二维向量,可以把 z 分量设为 0,这样只有 \(c_z\) 会是非零值。

最后更新: