ความถนัดแพทย์ MEDDENT
เข้าสู่ระบบ
ปรึกษาแอดมิน
เวกเตอร์

เวกเตอร์

มีนาคม 15, 2026

สวัสดีครับ สำหรับในตอนนี้พี่แม็คจะมาสรุปเนื้อหาของเวกเตอร์กันนะครับ ถ้าน้องๆ ยังไม่เข้าใจว่าเวกเตอร์มีหน้าตาเป็นยังไงและมีสาระสำคัญอย่างไรบ้าง ในบทความนี้พี่แม็คจะมาสรุปให้ฟังกันนะครับ

สเกลาร์และเวกเตอร์

ปริมาณสเกลาร์ (scalar quantity) เป็นปริมาณที่มีเพียงแค่ขนาดอย่างเดียว
ปริมาณเวกเตอร์ (vector quantity) เป็นปริมาณที่บอกทั้งขนาดและทิศทาง

Ex. ตัวอย่างปริมาณสเกลาร์
1. ออยมีมวล 65 กิโลกรัม และสูง 167 เซนติเมตร ซึ่งน้องๆ จะเห็นว่า ทั้งมวลและส่วนสูงของออยต่างเป็นปริมาณสเกลาร์
2. อีฟเดินทางจากบ้านไปโรงเรียนใช้เวลา 20 นาที ถึงแม้ว่าอีฟเดินทางจากบ้านไปโรงเรียนซึ่งบอกจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด แต่สิ่งที่เราสนใจในที่นี้ก็คือ เวลาที่ใช้ไป 20 นาที ซึ่งไม่มีทิศทาง จะเห็นว่า เวลาเป็นปริมาณสเกลาร์

ตัวอย่างปริมาณเวกเตอร์
3. อุ้มเดินทางจากบ้านทางทิศเหนือ 500 เมตร และไปทางทิศตะวันออก 700 เมตร จนถึงห้างสรรพสินค้า จะเห็นว่า การเดินทางของอุ้มเป็นปริมาณเวกเตอร์
4. นุ๊กผลักแอมไปข้างหน้า ทำให้แอมกระเด็นไปข้างหน้า 1.5 เมตร

โดยปกติแล้ว ปริมาณสเกลาร์หรือเรียกสั้น ๆ ว่า สเกลาร์ จะแทนด้วยจำนวนจริงค่าหนึ่ง (นั่นคือ ค่าคงที่ค่าหนึ่ง)
ส่วนปริมาณเวกเตอร์หรือเรียกสั้น ๆ ว่า เวกเตอร์ จะแทนด้วยส่วนของเส้นตรงที่ระบุทิศทาง
โดยความยาวของส่วนของเส้นตรงจะแทนขนาดของเวกเตอร์ และหัวลูกศรจะแทนทิศทางของเวกเตอร์

Post

เวกเตอร์จากจุด AA ไปยังจุด BB เขียนแทนด้วย AB→\overrightarrow{AB}
เรียกจุด AA เป็นจุดเริ่มต้น (initial point) และจุด BB เป็นจุดสิ้นสุด (terminal point)
ในบางครั้งอาจเขียนแทนเวกเตอร์ u⃗\vec{u} หรือ v⃗\vec{v}

Post

ขนาด (magnitude) ของเวกเตอร์ u⃗\vec{u} เขียนแทนด้วย ∣u⃗∣\left|\vec{u}\right|

PostPostPost

การดำเนินการของเวกเตอร์

Post

เวกเตอร์ศูนย์ (zero vector) เขียนแทนด้วย 0⃗\vec{0} คือ เวกเตอร์ที่มีขนาดเท่ากับ 00 หน่วย

สมบัติการบวกของเวกเตอร์
ให้ u⃗,v⃗\vec{u}, \vec{v} และ w⃗\vec{w} เป็นเวกเตอร์

  1. u⃗+v⃗=v⃗+u⃗\vec{u}+\vec{v} = \vec{v}+\vec{u}
  2. (u⃗+v⃗)+w⃗=u⃗+(v⃗+w⃗)(\vec{u}+\vec{v})+\vec{w} = \vec{u}+(\vec{v}+\vec{w})
  3. u⃗+0⃗=0⃗+u⃗=u⃗\vec{u}+\vec{0} = \vec{0}+\vec{u} = \vec{u}
  4. u⃗+(−u⃗)=(−u⃗)+u⃗=0⃗\vec{u}+(-\vec{u}) = (-\vec{u})+\vec{u} = \vec{0}
PostPost

สมบัติการคูณเวกเตอร์ด้วยสเกลาร์
ให้ u⃗,v⃗\vec{u}, \vec{v} เป็นเวกเตอร์ และ a,ba,b เป็นสเกลาร์

  1. 1u⃗=u⃗1\vec{u} = \vec{u}
  2. a(u⃗+v⃗)=au⃗+av⃗a(\vec{u}+\vec{v}) = a\vec{u}+a\vec{v}
  3. (a+b)u⃗=au⃗+bu⃗(a+b)\vec{u} = a\vec{u}+b\vec{u}
  4. (ab)u⃗=a(bu⃗)=b(au⃗)(ab)\vec{u} = a(b\vec{u}) = b(a\vec{u})

ระบบพิกัดฉากสามมิติ

Post

การหาระยะห่างระหว่างจุดสองจุดบนระบบพิกัดฉากสามมิติ
ให้ P(x1,y1,z1)P(x_1,y_1,z_1) และ Q(x2,y2,z2)Q(x_2,y_2,z_2) เป็นจุดบนระบบพิกัดฉากสามมิติ จะได้ว่า
ระยะห่างระหว่างจุด PP และ QQ เท่ากับ (x2−x1)2+(y2−y1)2+(z2−z1)2\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2+(z_2-z_1)^2} หน่วย
และเขียนแทนระยะห่างระหว่างจุด PP และ QQ ด้วย ∣PQ∣\left|PQ\right|

Ex. จงหาระยะห่างระหว่างจุด P(0,4,1)P(0,4,1) และ Q(3,1,4)Q(3,1,4)
วิธีทำ หาระยะห่างระหว่างจุด PP และ QQ ได้ดังนี้

∣PQ∣=(0−3)2+(4−1)2+(1−4)2=(−3)2+(3)2+(−3)2=27 \begin{align*} \left|PQ\right| &= \sqrt{(0-3)^2+(4-1)^2+(1-4)^2} \\ &= \sqrt{(-3)^2+(3)^2+(-3)^2} \\ &= \sqrt{27} \end{align*}

ดังนั้น ระยะห่างระหว่างจุด P(0,4,1)P(0,4,1) และ Q(3,1,4)Q(3,1,4) เท่ากับ 27\sqrt{27} หน่วย

เวกเตอร์ในระบบพิกัดฉาก

ในหัวข้อนี้พี่แม็คจะให้น้อง ๆ ลองหาเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉากกัน แต่ก่อนอื่นพี่แม็คจะขอแนะนำเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉากก่อน ดังนี้เลยค้าบบ

Post

สำหรับเวกเตอร์ในสามมิติก็สามารถเขียนได้ในทำนองเดียวกัน นั่นคือ เขียนได้เป็นเวกเตอร์ [xyz]\begin{bmatrix} x \\ y \\ z \end{bmatrix}
โดยที่ x,y,zx,y,z เป็นขนาดของเวกเตอร์ตามแนวแกน X,Y,ZX,Y,Z ตามลำดับ และกำหนดทิศทาง
ถ้า x,y,zx,y,z เป็นจำนวนบวกจะหมายถึงเวกเตอร์มีทิศทางตามแนวแกนนั้น ๆ ทางด้านบวก
แต่ถ้า x,y,zx,y,z เป็นจำนวนลบจะหมายถึงเวกเตอร์มีทิศทางตามแนวแกนนั้น ๆ ทางด้านลบ

ถ้าเกิดว่าน้อง ๆ รู้เพียงจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดจะสามารถเวกเตอร์ได้ โดยการนำจุดสิ้นสุดตั้งแล้วลบด้วยจุดเริ่มต้น
TIPS การหาเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉาก จะได้ว่า เวกเตอร์ == จุดสิ้นสุด −- จุดเริ่มต้น

สำหรับเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉากสองมิติ
Ex. กำหนดให้ u⃗\vec{u} เป็นเวกเตอร์ที่มีจุดเริ่มต้นอยู่ที่จุด P(2,5)P(2,5) และจุดสิ้นสุดอยู่ที่จุด Q(3,−4)Q(3,-4)
จงหาเวกเตอร์ u⃗\vec{u}
วิธีทำ หาเวกเตอร์ u⃗\vec{u} ได้จากการนำจุดสิ้นสุด −- จุดเริ่มต้น ดังนี้

u⃗=[3−2−4−5]=[1−9] \begin{align*} \vec{u} = \begin{bmatrix} 3 - 2 \\ -4 - 5 \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} 1 \\ -9 \end{bmatrix} \end{align*}

ดังนั้น u⃗=[1−9]\vec{u} = \begin{bmatrix} 1 \\ -9 \end{bmatrix}

Ex. กำหนดให้ A(−2,1)A(-2,1) และ B(2,3)B(2,3) จงหาเวกเตอร์ AB→\overrightarrow{AB} และ BA→\overrightarrow{BA}
วิธีทำ เนื่องจากเวกเตอร์ AB→\overrightarrow{AB} มีจุดเริ่มต้นอยู่ที่จุด AA และจุดสิ้นสุดอยู่ที่จุด BB จะได้ว่า

AB→=[2−(−2)3−(1)]=[42] \begin{align*} \overrightarrow{AB} &= \begin{bmatrix} 2 - (-2) \\ 3 - (1) \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 4 \\ 2 \end{bmatrix} \end{align*}

และจากเวกเตอร์ BA→\overrightarrow{BA} มีจุดเริ่มต้นอยู่ที่จุด BB และจุดสิ้นสุดอยู่ที่จุด AA จะได้ว่า

BA→=[(−2)−21−3]=[−4−2] \begin{align*} \overrightarrow{BA} &= \begin{bmatrix} (-2) - 2 \\ 1 - 3 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} -4 \\ -2 \end{bmatrix} \end{align*}

ตรงนี้น้อง ๆ อาจจะต้องระวังจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเวกเตอร์ให้ดี ๆ นะครับเพราะจากตัวอย่างที่ผ่านมาทำให้เห็นว่า เวกเตอร์ AB→\overrightarrow{AB} และ BA→\overrightarrow{BA} มีทิศทางตรงข้ามกันครับ

สำหรับเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉากสามมิติ
Ex. กำหนดให้ u⃗\vec{u} เป็นเวกเตอร์ที่มีจุดเริ่มต้นอยู่ที่จุด P(0,4,1)P(0,4,1) และจุดสิ้นสุดอยู่ที่จุด Q(3,1,4)Q(3,1,4)
จงหาเวกเตอร์ u⃗\vec{u}
วิธีทำ หาเวกเตอร์ u⃗\vec{u} ได้จากการนำจุดสิ้นสุด −- จุดเริ่มต้น ดังนี้

u⃗=[3−01−44−1]=[3−33] \begin{align*} \vec{u} = \begin{bmatrix} 3 - 0 \\ 1 - 4 \\ 4 - 1 \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} 3 \\ -3 \\ 3 \end{bmatrix} \end{align*}

ดังนั้น u⃗=[3−33]\vec{u} = \begin{bmatrix} 3 \\ -3 \\ 3 \end{bmatrix}

Ex. ให้ v⃗=[5−1−2]\vec{v} = \begin{bmatrix} 5 \\ -1 \\ -2 \end{bmatrix} เป็นเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉากสามมิติที่มีจุดเริ่มต้นอยู่ที่จุด P(−3,−2,7)P(-3,-2,7)
จงหาจุดสิ้นสุดของเวกเตอร์ v⃗\vec{v}
วิธีทำ ให้ Q(x,y,z)Q(x,y,z) เป็นจุดสิ้นสุดของเวกเตอร์ v⃗\vec{v} จะได้ว่า

v⃗=[x−(−3)y−(−2)z−7]=[x+3y+2z−7] \begin{align*} \vec{v} &= \begin{bmatrix} x - (-3) \\ y - (-2) \\ z - 7 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} x + 3 \\ y + 2 \\ z - 7 \end{bmatrix} \end{align*}

เนื่องจาก v⃗=[5−1−2]\vec{v} = \begin{bmatrix} 5 \\ -1 \\ -2 \end{bmatrix} จะได้ว่า [x+3y+2z−7]=[5−1−2] \begin{bmatrix} x + 3 \\ y + 2 \\ z - 7 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 5 \\ -1 \\ -2 \end{bmatrix}
ดังนั้น x+3=5, y+2=−1x+3 = 5,\ y+2 = -1 และ z−7=−2z-7 = -2
เพราะฉะนั้น จุดสิ้นสุดของเวกเตอร์ v⃗\vec{v} คือจุด QQ ซึ่งมีพิกัด คือ (x,y,z)=(2,−3,5)(x,y,z) = (2, -3, 5)

ขนาดของเวกเตอร์
ให้ v⃗\vec{v} เป็นเวกเตอร์ จะได้ว่า ขนาดของเวกเตอร์ v⃗\vec{v} เขียนแทนด้วย ∣v⃗∣\left|\vec{v}\right|

สำหรับสองมิติ: ถ้า v⃗=[ab]\vec{v} = \begin{bmatrix} a \\ b \end{bmatrix} แล้วขนาดของ v⃗\vec{v} เท่ากับ ∣v⃗∣=a2+b2\left|\vec{v}\right| =\sqrt{a^2+b^2} หน่วย
สำหรับสามมิติ: ถ้า v⃗=[abc]\vec{v} = \begin{bmatrix} a \\ b \\ c \end{bmatrix} แล้วขนาดของ v⃗\vec{v} เท่ากับ ∣v⃗∣=a2+b2+c2\left|\vec{v}\right| =\sqrt{a^2+b^2+c^2} หน่วย

Ex. กำหนดให้ u⃗=[3−4]\vec{u} = \begin{bmatrix} 3 \\ -4 \end{bmatrix} เป็นเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉากสองมิติ จงหาขนาดของเวกเตอร์ u⃗\vec{u}
วิธีทำ ขนาดของเวกเตอร์ u⃗\vec{u} เท่ากับ ∣u⃗∣=32+(−4)2=9+16=25=5\left|\vec{u}\right| =\sqrt{3^2+(-4)^2} = \sqrt{9+16} = \sqrt{25} = 5 หน่วย

Ex. กำหนดให้ v⃗=[3−12]\vec{v} = \begin{bmatrix} 3 \\ -1 \\ 2 \end{bmatrix} เป็นเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉากสามมิติ จงหาขนาดของเวกเตอร์ v⃗\vec{v}
วิธีทำ ขนาดของ v⃗\vec{v} เท่ากับ ∣v⃗∣=32+(−1)2+22=9+1+4=15\left|\vec{v}\right| =\sqrt{3^2+(-1)^2+2^2} = \sqrt{9+1+4} = \sqrt{15} หน่วย

เวกเตอร์หนึ่งหน่วย
พี่แม็คจะแนะนำให้น้องฟังคร่าว ๆ ก่อนว่า เวกเตอร์หนึ่งหน่วย คือ เวกเตอร์ที่มีขนาด 1 หน่วย
ซึ่งที่ผ่านมาน้องๆ ได้รู้จักการหาขนาดของเวกเตอร์มาแล้วเรียบร้อย แล้วถ้าน้องนำเวกเตอร์มาหารกับขนาดของเวกเตอร์นั้นก็จะได้เวกเตอร์ที่มีขนาดเท่ากับ 1 หน่วยนั่นเองค้าบบ^^

Ex. กำหนดให้ u⃗=[3−4]\vec{u} = \begin{bmatrix} 3 \\ -4 \end{bmatrix} เป็นเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉากสองมิติ
จงหาเวกเตอร์หนึ่งหน่วยที่มีทิศทางเดียวกับเวกเตอร์ u⃗\vec{u} และเวกเตอร์หนึ่งหน่วยที่มีทิศทางตรงข้ามกับเวกเตอร์ u⃗\vec{u}
วิธีทำ เนื่องจากขนาดของเวกเตอร์ u⃗\vec{u} เท่ากับ 55 หน่วย จะได้ว่า
เวกเตอร์หนึ่งหน่วยที่มีทิศทางเดียวกับเวกเตอร์ u⃗\vec{u} คือ เวกเตอร์ u⃗∣u⃗∣=15[3−4]=[35−45]\displaystyle\frac{\vec{u}}{\left|\vec{u}\right|} = \displaystyle\frac{1}{5}\begin{bmatrix} 3 \\ -4 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} \displaystyle\frac{3}{5} \\ -\displaystyle\frac{4}{5} \end{bmatrix}
และเวกเตอร์หนึ่งหน่วยที่มีทิศทางตรงข้ามกับเวกเตอร์ u⃗\vec{u} คือ เวกเตอร์ −u⃗∣u⃗∣=−15[3−4]=[−3545]-\displaystyle\frac{\vec{u}}{\left|\vec{u}\right|} = -\displaystyle\frac{1}{5}\begin{bmatrix} 3 \\ -4 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} -\displaystyle\frac{3}{5} \\ \displaystyle\frac{4}{5} \end{bmatrix}

PostPostPost

ผลคูณเชิงสเกลาร์

ให้ u⃗\vec{u} และ v⃗\vec{v} เป็นเวกเตอร์
ผลคูณเชิงสเกลาร์ (dot product) ของ u⃗\vec{u} และ v⃗\vec{v} เขียนแทนด้วย u⃗⋅v⃗\vec{u}\cdot\vec{v}

สำหรับสองมิติ: ถ้า u⃗=[u1u2]\vec{u} = \begin{bmatrix} u_1 \\ u_2 \end{bmatrix} และ v⃗=[v1v2]\vec{v} = \begin{bmatrix} v_1 \\ v_2 \end{bmatrix} แล้ว u⃗⋅v⃗=u1v1+u2v2\vec{u}\cdot\vec{v} = u_1v_1 + u_2v_2
สำหรับสามมิติ: ถ้า u⃗=[u1u2u3]\vec{u} = \begin{bmatrix} u_1 \\ u_2 \\ u_3 \end{bmatrix} และ v⃗=[v1v2v3]\vec{v} = \begin{bmatrix} v_1 \\ v_2 \\ v_3 \end{bmatrix} แล้ว u⃗⋅v⃗=u1v1+u2v2+u3v3\vec{u}\cdot\vec{v} = u_1v_1 + u_2v_2 + u_3v3

Ex. กำหนดให้ u⃗=[3−4]\vec{u} = \begin{bmatrix} 3 \\ -4 \end{bmatrix} และ v⃗=[−21]\vec{v} = \begin{bmatrix} -2 \\ 1 \end{bmatrix} เป็นเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉากสองมิติ จงหา u⃗⋅v⃗\vec{u}\cdot\vec{v}
วิธีทำ u⃗⋅v⃗=3⋅(−2)+(−4)⋅1=(−6)+(−4)=−10\vec{u}\cdot\vec{v} = 3\cdot(-2) + (-4)\cdot 1 = (-6)+(-4) = -10

Ex. กำหนดให้ u⃗=[12−51]\vec{u} = \begin{bmatrix} 12 \\ -5 \\ 1 \end{bmatrix} และ v⃗=[12−3]\vec{v} = \begin{bmatrix} 1 \\ 2 \\ -3 \end{bmatrix} เป็นเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉากสามมิติ จงหา u⃗⋅v⃗\vec{u}\cdot\vec{v}
วิธีทำ u⃗⋅v⃗=12⋅1+(−5)⋅2+1⋅(−3)=12+(−10)+(−3)=−1\vec{u}\cdot\vec{v} = 12\cdot 1 + (-5)\cdot 2 + 1\cdot (-3) = 12+(-10)+(-3) = -1

ผลคูณเชิงเวกเตอร์

ให้ u⃗=[u1u2u3]\vec{u} = \begin{bmatrix} u_1 \\ u_2 \\ u_3 \end{bmatrix} และ v⃗=[v1v2v3]\vec{v} = \begin{bmatrix} v_1 \\ v_2 \\ v_3 \end{bmatrix} เป็นเวกเตอร์ในสามมิติ
ผลคูณเชิงเวกเตอร์ (cross product) ของ u⃗\vec{u} และ v⃗\vec{v} เขียนแทนด้วย u⃗×v⃗\vec{u}\times\vec{v} คือ เวกเตอร์ [u2v3−u3v2u1v3−u3v1u1v2−u2v1]\begin{bmatrix} u_2v_3-u_3v_2 \\ u_1v_3-u_3v_1 \\ u_1v_2-u_2v_1 \end{bmatrix}

หมายเหตุ การหาผลคูณเชิงเวกเตอร์ได้นั้น เวกเตอร์ที่นำมาคูณจะต้องอยู่ในสามมิติเท่านั้น และสามารถหาได้จากดีเทอร์มิแนนต์ดังนี้

u⃗×v⃗=∣i⃗j⃗k⃗u1u2u3v1v2v3∣i⃗j⃗u1u2v1v2=(u2v3)i⃗+(u1v3)j⃗+(u1v2)k⃗−(u2v1)k⃗−(u3v2)i⃗−(u3v1)j⃗=(u2v3−u3v2)i⃗+(u1v3−u3v1)j⃗+(u1v2−u2v1)k⃗ \begin{align*}\vec{u}\times\vec{v} &= \begin{vmatrix} \vec{i} & \vec{j} & \vec{k} \\ u_1 & u_2 & u_3 \\ v_1 & v_2 & v_3 \end{vmatrix} {\color{gray}\begin{matrix} \vec{i} & \vec{j} \\ u_1 & u_2 \\ v_1 & v_2 \end{matrix}} \\ &= (u_2v_3)\vec{i} + (u_1v_3)\vec{j} + (u_1v_2)\vec{k} - (u_2v_1)\vec{k} - (u_3v_2)\vec{i} - (u_3v_1)\vec{j} \\ &= (u_2v_3-u_3v_2)\vec{i} + (u_1v_3-u_3v_1)\vec{j} + (u_1v_2-u_2v_1)\vec{k} \end{align*}

เมื่อ i⃗,j⃗,k⃗\vec{i}, \vec{j}, \vec{k} เป็นเวกเตอร์หนึ่งหน่วยมาตรฐานบนแกน X,YX,Y และ ZZ ตามลำดับ

Ex. กำหนดให้ u⃗=[12−51]\vec{u} = \begin{bmatrix} 12 \\ -5 \\ 1 \end{bmatrix} และ v⃗=[12−3]\vec{v} = \begin{bmatrix} 1 \\ 2 \\ -3 \end{bmatrix} เป็นเวกเตอร์ในระบบพิกัดฉากสามมิติ จงหา u⃗×v⃗\vec{u}\times\vec{v}
วิธีทำ

u⃗×v⃗=∣i⃗j⃗k⃗12−5112−3∣i⃗j⃗12−512=15i⃗+1j⃗+24k⃗−(−5)k⃗−2i⃗−(−36)j⃗=13i⃗+37j⃗+29k⃗ \begin{align*}\vec{u}\times\vec{v} &= \begin{vmatrix} \vec{i} & \vec{j} & \vec{k} \\ 12 & -5 & 1 \\ 1 & 2 & -3 \end{vmatrix} {\color{gray}\begin{matrix} \vec{i} & \vec{j} \\ 12 & -5 \\ 1 & 2 \end{matrix}} \\ &= 15\vec{i} + 1\vec{j} + 24\vec{k} - (-5)\vec{k} - 2\vec{i} - (-36)\vec{j} \\ &= 13\vec{i} + 37\vec{j} + 29\vec{k} \end{align*}

ดังนั้น u⃗×v⃗=[133729]\vec{u}\times\vec{v} = \begin{bmatrix} 13 \\ 37 \\ 29 \end{bmatrix}

การหาผลคูณเชิงเวกเตอร์สามารถประยุกต์ในเรื่องต่าง ๆ ดังนี้
1. พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน =∣u⃗×v⃗∣= \left|\vec{u} \times \vec{v}\right|
2. พื้นที่ของรูปสามเหลี่ยม =12∣u⃗×v⃗∣= \displaystyle\frac{1}{2}\left|\vec{u} \times \vec{v}\right|
3. ปริมาตรของรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านขนาน =∣u⃗⋅(v⃗×w⃗)∣= \left|\vec{u} \cdot (\vec{v}\times \vec{w})\right|
เมื่อ u⃗,v⃗,w⃗\vec{u}, \vec{v}, \vec{w} มีจุดเริ่มต้นร่วมกัน

ข้อสอบจริง A-Level คณิตศาสตร์ประยุกต์ 1
เรื่องเวกเตอร์ (ปี 64)

กำหนดรูปสามเหลี่ยม ABCABC ในระบบพิกัดฉากสามมิติ มีจุดยอดที่ A(−2,−4,−4), B(0,−2,0)A(-2,-4,-4),\ B(0,-2,0) และ C(0,0,2)C(0,0,2) รูปสามเหลี่ยม ABCABC มีพื้นที่กี่ตารางหน่วย

  1. 11
  2. 3\sqrt{3}
  3. 22
  4. 232\sqrt{3}
  5. 434\sqrt{3}

วิธีทำ จากสูตรพื้นที่ของรูปสามเหลี่ยม =12∣AB→×AC→∣= \displaystyle\frac{1}{2}\left|\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}\right| เนื่องจากจุด A(−2,−2,−4), B(0,−2,0)A(-2,-2,-4),\ B(0,-2,0) และ C(0,0,2)C(0,0,2) จะได้ว่า
AB→=[0−(−2)−2−(−4)0−(−4)]=[224]\overrightarrow{AB} = \begin{bmatrix} 0-(-2) \\ -2-(-4) \\ 0-(-4) \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 2 \\ 2 \\ 4 \end{bmatrix} และ AC→=[0−(−2)0−(−4)2−(−4)]=[246]\overrightarrow{AC} = \begin{bmatrix} 0-(-2) \\ 0-(-4) \\ 2-(-4) \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 2 \\ 4 \\ 6 \end{bmatrix}
นั่นคือ AB→=2i⃗+2j⃗+4k⃗\overrightarrow{AB} = 2\vec{i} + 2\vec{j} + 4\vec{k} และ AC→=2i⃗+4j⃗+6k⃗\overrightarrow{AC} = 2\vec{i} + 4\vec{j} + 6\vec{k}

จะได้ว่า

AB→×AC→=∣i⃗j⃗k⃗224246∣i⃗j⃗2224=12i⃗+8j⃗+8k⃗−4k⃗−16i⃗−12j⃗=−4i⃗−4j⃗+4k⃗ \begin{align*}\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC} &= \begin{vmatrix} \vec{i} & \vec{j} & \vec{k} \\ 2 & 2 & 4 \\ 2 & 4 & 6 \end{vmatrix} {\color{gray}\begin{matrix} \vec{i} & \vec{j} \\ 2 & 2 \\ 2 & 4 \end{matrix}} \\ &= 12\vec{i} + 8\vec{j} + 8\vec{k} - 4\vec{k} - 16\vec{i} - 12\vec{j} \\ &= -4\vec{i} -4\vec{j} + 4\vec{k} \end{align*}

ดังนั้น ∣AB→×AC→∣=(−4)2+(−4)2+42=16+16+16=3⋅16=43\left|\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}\right| = \sqrt{(-4)^2+(-4)^2+4^2} = \sqrt{16+16+16} = \sqrt{3\cdot 16} = 4\sqrt{3}

เพราะฉะนั้น พื้นที่ของรูปสามเหลี่ยม =12∣AB→×AC→∣=12⋅(43)=23= \displaystyle\frac{1}{2}\left|\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}\right| = \displaystyle\frac{1}{2}\cdot(4\sqrt{3}) = 2\sqrt{3} ตารางหน่วย

ตอบ ข้อ 4. 232\sqrt{3}