对于向量 a=[a1,a2,a3]\mathbf a = [a_1,a_2,a_3]a=[a1,a2,a3], 其反对称矩阵为a^=[a×]=[0−a3a2a30−a1−a2a10]\mathbf a\hat{}= [\mathbf a \times] = \begin{bmatrix}0 & -a_3 & a_2 \\ a_3&0&-a_1 \\ -a_2 &a_1 &0 \end{bmatrix}a^=[a×]=0a3−a2−a30a1a2−a10
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对于反对称矩阵a×a \timesa×,存在反交换性 :
a×=−[a×]T\mathbf a \times = - [\mathbf a \times ]^Ta×=−[a×]T -
叉乘顺序互换,叉乘结果大小不变,方向相反
[a×]b=−[b×]a[\mathbf a \times] \mathbf b= - [\mathbf b \times] \mathbf a[a×]b=−[b×]a
aT[b×]=−bT[a×]\mathbf a^T [\mathbf b\times] = - \mathbf b^T [a\times]aT[b×]=−bT[a×] -
反对称矩阵相加
[a×]+[b×]=[a+b]×[\mathbf a\times] + [\mathbf b\times] = [\mathbf a+\mathbf b]\times[a×]+[b×]=[a+b]× -
标量点乘反对称矩阵
c⋅[a×]=[ca×]c \cdot [\mathbf a\times]=[c\mathbf a\times]c⋅[a×]=[ca×] -
向量与自己叉乘等于0向量
[a×]a=0[\mathbf a \times] \mathbf a= \mathbf 0[a×]a=0 -
对于旋转矩阵R,存在:
[Ra×]=R[a×]R[\mathbf R\mathbf a\times]=\mathbf R[\mathbf a\times] \mathbf R[Ra×]=R[a×]R
R([a×]b)=[Ra×](Rb)\mathbf R([\mathbf a\times] \mathbf b)=[\mathbf R\mathbf a\times] (\mathbf R\mathbf b)R([a×]b)=[Ra×](Rb) -
混合积
a⋅(b×c)=b⋅(c×a)=c⋅(a×b)\mathbf a\cdot (\mathbf b\times \mathbf c)= \mathbf b\cdot (\mathbf c\times \mathbf a)=\mathbf c\cdot (\mathbf a\times \mathbf b)a⋅(b×c)=b⋅(c×a)=c⋅(a×b) -
向量三重积
a×(b×c)=b(a⋅c)−c(a⋅b)\mathbf a\times (\mathbf b\times \mathbf c )= \mathbf b(\mathbf a\cdot \mathbf c)-\mathbf c(\mathbf a\cdot \mathbf b)a×(b×c)=b(a⋅c)−c(a⋅b)
[a×][b×]=baT−aTbI3[\mathbf a\times][ \mathbf b\times] = \mathbf b\mathbf a^T-\mathbf a^T\mathbf b\mathbf I_3[a×][b×]=baT−aTbI3 -
二次幂公式
[a×][a×]=aaT−∣∣a∣∣22I3[\mathbf a\times][ \mathbf a\times] = \mathbf a\mathbf a^T-||\mathbf a||^2_2I_3[a×][a×]=aaT−∣∣a∣∣22I3 -
当a\mathbf aa不为零向量时
a×\mathbf a\timesa×的秩为2,必有一维零空间,且a\mathbf aa是其中的一个解
参考 :https://zhuanlan.zhihu.com/p/435306687