15/11/2024

Produto externo (produto vectorial/cross product) como produto matricial

 O produto vectorial, ou como eu prefiro chamar, produto externo, é um produto entre dois vectores cujo resultado é um terceiro, ortogonal aos dois iniciais. No espaço euclidiano R3 define-se assim:

(a,b,c)×(d,e,f)=(bfce,cdaf,aebd)
Esta definição não é muito simpática, por isso, costuma-se ensinar uma mnemónica que recorre a um simbolo de determinante.
Este produto tem algumas propriedades interessantes.Se u , v e w forem vectores do espaço, e α, β números reais então: u×(αv+βw)=αu×v+βu×w Isso significa que a função "multiplicar por um vector" utilizando o produto externo, é uma "aplicação linear". Traduzindo para português, dá para escrever como produto por uma matriz.
Vou deixar aqui duas formas de como o fazer. A prova, visto que é simples, deixo como exercício.
(Assim evito resolver um exercício de álgebra linear a algum aluno mais preguiçoso)
Se os vectores forem vistos como matrizes coluna, então (a,b,c)×(d,e,f)=[0cbc0aba0][def]
Ou, se forem vistos como matrizes linha (a,b,c)×(d,e,f)=[abc][0fef0ded0]
Estas duas últimas igualdades também mostram que o produto externo por um vector fixo é uma aplicação linear antisimétrica.
Qual é a utilidade disto?
Suponham (por exemplo, informaticamente)  que o ambiente no qual estão a trabalhar não tem o produto externo, e precisam mesmo dele... (já me aconteceu).

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