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Herleitung Kreuzprodukt

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Tags: Herleitung, Kreuzprodukt

 
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Sonusfaber

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15:17 Uhr, 15.03.2019

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Hallo

Kann mir jemand sagen, wo ich eine richtig gute bzw. absolute klare und einwandfreie Herleitung des Kreuzproduktes finde? Was ich bisher gefunden haben im Web, ist alles andere als einwandfrei. Hier zum Beispiel www.agi.tsn.at/add/mathe/kna/docs/allg/Vektorprodukt.pdf werden Umformungen durchgeführt, die nicht zulässig sind (Divisionen durch Terme, die gleich null sein könnten zum Beispiel).

Vielen Dank!

Sonusfaber
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maxsymca

maxsymca

16:50 Uhr, 15.03.2019

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Nicht gut?
a:=(a1,a2,a3)
b:=(b1,b2,b3)
c:=(c1,c2,c3)

Cross
Sonusfaber

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21:23 Uhr, 15.03.2019

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Danke, aber ich verstehe nicht. Eigentlich möchte ich wissen, wo ich eine Herleitung finde kann, die einwandfrei ist. Dann setze ich mich damit auseinander. Die von mir verlinke Herleitung ist meines Erachtens falsch, weil eine Division durch einen Term durchgeführt wird, der gleich null sein könnte - und das ist nicht zulässig. Dies beiseite, wäre es eine tolle Herleitung, aber eben, sie hat diese Schwachstelle. Ferner berücksichtigt diese Herleitung nicht, dass man ein Rechtssystem fordert - oder?

Vielen Dank für die Geduld!
Antwort
maxsymca

maxsymca

21:51 Uhr, 15.03.2019

Antworten
Ich hab mir Deinen (kaputten) Link nicht angesehen.
Was verstehst Du nicht?
Wenn Du bei meiner Herleitung auf den Nenner-Term abzielst, dann kann man argumentieren, dass zumindest eine Komponente c1,c2,c3 ungleich Null sein muss und damit die kann die gezeigte Umformung durchgeführt werden...
Antwort
pivot

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22:11 Uhr, 15.03.2019

Antworten
Die Adresse des Links ist existent. Sie wurde nur nicht in der für die Seite adäquaten Format eingegeben. Hier nochmal der Link: www.agi.tsn.at/add/mathe/kna/docs/allg/Vektorprodukt.pdf

Antwort
michaL

michaL aktiv_icon

23:25 Uhr, 15.03.2019

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Hallo,

sehr schön finde ich die Darstellung bei www.dieter-heidorn.de/Mathematik/S2/Kap12_Vektorprodukt/Kap12_Vektorprodukt.html

Mfg Michael
Antwort
ermanus

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23:42 Uhr, 15.03.2019

Antworten
Hallo,
hier meine "private" Art, das Kreuzprodukt herzuleiten:
Das vorzeichenbehaftete Volumen eines von drei Vektoren x,y,z
aufgespannten Parallelotops, das Spatvolumen, ist gemäß dem eigentlichen(!) Sinn der Determinante
V=det(x,y,z), egal, ob man x,y,z als Zeilen- oder als Spaltenvektoren
auffasst.
Also
V=x1x2x3y1y2y3z1z2z3.
Wir entwickeln die Determinante nach der ersten Zeile:
V=x1y2y3z2z3-x2y1y3z1z3+x3y1y2z1z2=
=(x1,x2,x3)(y2z3-y3z2,y3z1-y1z3,y1z2-y2z1).
Für den zweiten Vektor in diesem Skalarprodukt führt man die Bezeichnung
"Kreuzprodukt" y×z ein.
y×z steht senkrecht sowohl auf y als auch auf z;
denn det(y,y,z)=det(z,y,z)=0, weil eine Determinante mit zwei
gleichen Zeilen den Wert 0 hat.

Im Nachherein wird man sich so kaum wundern,
warum x(y×z), das sog. Spatprodukt, das Volumen des Spats darstellt.
Gruß ermanus

Antwort
anonymous

anonymous

08:59 Uhr, 16.03.2019

Antworten
Hallo Sonusfaber

Bedenke:
Wenn
ab=c
dann gilt:
a=cb

Für eine Herleitung der Größe a ist das allgemeingültig.
Ich wüsste nicht, wozu man da noch tausend Worte, Erklärungen, Ausschweifungen oder Einschränkungen machen müsste.

Dass hierbei b nicht verschwinden darf, also dass eine Division durch Null nicht definiert ist, ist selbstverständlich.
Das ändert aber nichts an der Herleitung für a .

Sonusfaber

Sonusfaber aktiv_icon

09:58 Uhr, 16.03.2019

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@Michael

Der Beweis, den du verlinkt hast, ist nicht vollständig. Es wird nicht bewiesen, dass die drei Vektoren a,b und axb ein Rechtssystem bilden und zudem ist die Schlussfolgerung des Autors, dass die Fläche des von a und b aufgespannten Parallelogramms sich als die Norm von axb interpretieren lässt, zwar richtig, aber nicht ausreichend, um festzulegen, wie axb dann de facto aussehen muss.

Ich meine: Die Vektoren x=(x1x2x3) und y=(x2x3x1) sind nicht gleich, haben aber dieselbe Norm, denn (x1)2+(x2)2+(x3)2=(x2)2+(x3)2+(x1)2, eine Äquivalenz liegt also nicht vor, der Autor verfährt aber so, als würde sie vorliegen, scheint mir.


Sonusfaber

Sonusfaber aktiv_icon

10:06 Uhr, 16.03.2019

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@ 11engleich

Auch dir Danke für deine Antwort.

Dazu eine Bemerkung: Oft bin ich Herleitungen und Verfahren begegnet, in denen solche Einschränkungen gemacht werden, um dann am Schluss sie als Sonderfälle zu überprüfen.

Zum Beispiel beim Gauss-Verfahren, um eine Matrix, die Variablen, zum Beispiel a und b, enthält, in ihre Staffelform zu bringen: Dividiert oder multipliziert man eine Zeile mit a oder b, dann muss man anmerken, dass die Werte a=b=0 ausgeschlossen werden, ud erst am Schluss prüft man, wie sich diese Werte auf die Matrix oder auf das LGS auswirken.

Ich meine: Ich verstehe, was du sagst, und ich muss dir im Grunde schon Recht geben, ich weiss aber nicht, ob man immer so vorgehen kann ...
Antwort
anonymous

anonymous

12:40 Uhr, 16.03.2019

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Hallo nochmals.
Ja ganz richtig. Du musst schlussendlich immer den Definitionsbereich prüfen und im Auge behalten. Das schließt aber die allgemeine Herleitung zunächst mal nicht aus.

Frage beantwortet
Sonusfaber

Sonusfaber aktiv_icon

16:05 Uhr, 16.03.2019

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Ich danke euch für eure Antworten.

Inzwischen habe ich eine Herleitung gefunden auf youtube, die mich im Gegensatz zu allen übrigen restlos überzeugt.

Leider weiss ich nicht, wie man hier etwas verlinkt, der Link ist aber: www.youtube.com/watch?v=1B2nCgHbc3g&t=0s&list=PL1UT9RP1q0rAe9cdMI1Wp35E-5OgYkIXg&index=18

Gruss, Sonusfaber