9 Vektoren

9.7 Mehrfachprodukte

9.7.3 Skalarprodukt zweier Vektorprodukte

Unter den Mehrfachprodukten aus vier Vektoren wird das Skalarprodukt zweier Vektorprodukte am häufigsten gebraucht. Z.B. ist das Skalarprodukt zweier Drehimpulse von dieser Struktur oder auch schon das Quadrat eines Drehimpulses.

Wir berechnen allgemein für die vier Vektoren math formula, math formula, math formula und math formula (jeweils mit Summenkonvention!):

math formula, d.h.
math formula


Dabei haben wir zunächst die Komponentendarstellung der beiden Vektorprodukte eingesetzt, die Homogenität des Skalarprodukts ausgenützt, die Orthonormalitätsrelation der Basisvektoren verwendet, über math formula summiert, das Produkt der beiden einfach summierten Levi-Civita-Symbole durch Kronecker-Symbole ausgedrückt und schließlich das Ganze durch Ausführen der vier restlichen Summationen auf Skalarprodukte zurückgeführt.

Ein berühmter Spezialfall dieser Relation für math formula und math formula ist die sogenannte

Lagrange-Identität:       math formula


Aufgabe 9.46: Trägheitsmoment

Bei der Definition des Trägheitsmoments setzt Ihr Dozent ohne Kommentar math formula. Darf er das? Lösung