20、判断设a=i+3j+2k,b=i-2j-3k,c=i+2j,则(a×b)·c=5.(2分)A √B ×
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查向量的叉乘(向量积)和点乘(标量积)的混合运算,即标量三重积的计算。
解题核心思路:
- 叉乘计算:先计算向量$\mathbf{a}$与$\mathbf{b}$的叉乘$\mathbf{a} \times \mathbf{b}$,得到一个新向量。
- 点乘计算:将叉乘结果与向量$\mathbf{c}$进行点乘,得到标量值。
- 验证结果:通过两种方法(直接计算或利用标量三重积的性质)验证结果是否为5。
破题关键点:
- 叉乘的行列式展开:正确展开三阶行列式,注意符号和分量的对应关系。
- 标量三重积的性质:$\mathbf{a} \cdot (\mathbf{b} \times \mathbf{c}) = \mathbf{b} \cdot (\mathbf{c} \times \mathbf{a}) = \mathbf{c} \cdot (\mathbf{a} \times \mathbf{b})$,可简化计算。
方法一:直接计算叉乘与点乘
-
计算$\mathbf{a} \times \mathbf{b}$
根据叉乘公式:
$\mathbf{a} \times \mathbf{b} = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ 1 & 3 & 2 \\ 1 & -2 & -3 \end{vmatrix} = \mathbf{i}(3 \cdot (-3) - 2 \cdot (-2)) - \mathbf{j}(1 \cdot (-3) - 2 \cdot 1) + \mathbf{k}(1 \cdot (-2) - 3 \cdot 1)$
化简得:
$\mathbf{a} \times \mathbf{b} = (-5, 5, -5)$ -
计算$(\mathbf{a} \times \mathbf{b}) \cdot \mathbf{c}$
将叉乘结果与$\mathbf{c} = (1, 2, 0)$点乘:
$(-5) \cdot 1 + 5 \cdot 2 + (-5) \cdot 0 = -5 + 10 + 0 = 5$
方法二:利用标量三重积性质
根据标量三重积的性质:
$\mathbf{a} \cdot (\mathbf{b} \times \mathbf{c}) = \mathbf{b} \cdot (\mathbf{c} \times \mathbf{a}) = \mathbf{c} \cdot (\mathbf{a} \times \mathbf{b})$
-
计算$\mathbf{b} \times \mathbf{c}$
$\mathbf{b} \times \mathbf{c} = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ 1 & -2 & -3 \\ 1 & 2 & 0 \end{vmatrix} = (6, -3, 4)$ -
计算$\mathbf{a} \cdot (\mathbf{b} \times \mathbf{c})$
$1 \cdot 6 + 3 \cdot (-3) + 2 \cdot 4 = 6 - 9 + 8 = 5$
结论:两种方法均得到结果为5,原题判断正确。