2013-02-21 55 views
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一個四面體的四個頂點的

假設一個在原點和另外三個是在載體ü結束,v ,和w。如果載體üv是已知的,üvvW¯¯,並W¯¯ü也被稱爲之間的角度,似乎還有一個封閉爲瓦特形式解:通過在旋轉向量u瓦特角度有關û軸形成的兩個圓錐的交點,並通過旋轉在t的矢量他vw角關於v軸。鑑於定義四面體和它們之間的所有3角2 3的頂點,發現第3頂點

儘管我幾天未能拿出封閉的表單解決方案,但我希望這是由於我缺乏3D幾何體驗,並且具有更多經驗的人可能會提供有用的建議。

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這會更好地發佈到math.stackexchange.com? – 2013-02-21 03:26:27

回答

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沒有足夠的數據來計算頂點位置。但有可能找到單位矢量w(如果存在)。只要用標產品性能,解決方程組 (我用(VX,VY,VZ)爲單位的成分(標準化)向量v

vx*wx+vy*wy+vz*wz=Cos(v,w angle) 
ux*wx+uy*wy+uz*wz=Cos(u,w angle) 
wx^2+wy^2+wz^2=1 //unit vector 

該系統可以給我們:沒有解決方案(錐不重疊);一種解決方案(錐體觸摸);兩種解決方案(兩條射線作爲錐體表面相交)

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謝謝。在我試圖解決的問題中添加單位矢量約束是可以的。 – gregS 2013-02-21 04:03:07

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我有同樣的問題,並發現MBo的答案非常有用。但我想我們可以多說一點關於w的值,因爲我們可以自由選擇座標系來工作。特別是,如果我們選擇x軸爲u和xy平面包含矢量v,則MBO的方程組變爲:

wx   = cos(uw) 
vx*wx + vy*wy = cos(vw) 
||w||   = 1 

和這個座標系統給出

vx = cos(uv), vy = sin(uv) 

所以我們立即獲取

            _____________________ 
    (   cos(vw) - cos(uv) * cos(uw) +/  2    ) 
w = (cos(uw), ----------------------------- , -/1 - cos (uw) - wy*wy ) 
    (     sin(uv)    \/      ) 

+上的平方根提供了兩種可能的解決方案,當然除非1 - cos^2(uw) - wy^2 <= 0sin(uv)的劃分也突出顯示了一個退化情況,當üv是線性依賴(指向同一方向)。

我們可以做的另一個檢查是,如果載體uv是正交的,那麼已知wy = cos(vw)(見https://math.stackexchange.com/questions/726782/find-a-3d-vector-given-the-angles-of-the-axes-and-a-magnitude)。這是上面表達式的缺失(因爲cos(uv) = 0sin(uv) = 1)。

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