7章:スカラー3重積

    作成2011.02.05
  1. スカラー3重積の定義
     スカラー3重積は3個のベクトルの積の形で定義され、ベクトルA、B、Cで構成される平行6面体の体積を表します。平行6面体の体積をVとしたとき下記式で定義されます。

     (7.1)式をベクトルの各成分に分解すると

     (7.2)式を行列式で記述すると

     となります。  また、ベクトルA、B、Cの順序を入れ替えても値が変化しないことから、下記のようにも記述します。



  2. スカラー3重積の幾何学的意味
     ベクトルA、B、Cで構成される平行6面体の体積を表します。



  3. スカラー3重積計算演習
     EXCELを用いて、スカラー3重積計算演習を行い、スカラー3重積計算のイメージアップを図りましょう!!

  4. ワークブック「ベクトル解析7.xls」のダウンロード
     下記のワークブック「ベクトル解析7.xls」(ベクトル作図プログラム)をダウンロードしてください。

     ダウンロード後はダブルクリックで解凍してから使用してください。
     
    ワークブック「ベクトル解析7.xls」をダウンロードする。


  5. ワークブック「ベクトル解析7.xls」説明
    1. ワークブック「ベクトル解析7.xls」は複素関数機能を使用していません。
    2. 「ベクトル解析7.xls」をダブルクリックで起動します。
         (マクロを有効にして開いてください!!)
    3. シート「操作」はパラメータの設定と操作を行います。
    4. シート「XY平面」はXY平面上の作図を行います。
    5. シート「YZ平面」はYZ平面上の作図を行います。


  6. シート「操作」
    1. ベクトル数(Nb)  :ベクトル数を設定します。
    2. 作図倍率M:ベクトル毎の描画倍率を設定します。
    3. X:ベクトル始点のX成分を設定します。
    4. Y:ベクトル始点のY成分を設定します。
    5. Z:ベクトル始点のZ成分を設定します。
    6. ΔX:ベクトルのX成分を設定します。
    7. ΔY:ベクトルのY成分を設定します。
    8. ΔZ:ベクトルのZ成分を設定します。

    9. 「作図実行」ボタンを押すと作図を実行します。


  7. 計算・作図結果
     入力条件を下記表に示します。

       ベクトルAとBの値を設定するとベクトルの内積、角度θ、ベクトルの外積、面積、 ベクトルCと法線の角度、体積等は自動計算されます。

     作図結果を下記に示します。

     ベクトルABの法線とベクトルCの相対角度ψは45度ですが、作図結果からは 明確には判断できません。
     スカラー3重積では、ベクトルCと法線の角度、体積等が計算できます。




8章:ベクトルの微分と積分に行く。

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