請問,三維向量a a1,a2,a3 逆時針圍繞三維向量b b1,b2,b3 轉X度之後,如何計算得到的新向量

時間 2021-08-11 17:47:17

1樓:

當然是可以的,只不過很繁,方法有二。

首先我認為b(b1,b2,b3)是單位向量,若不是先化成單位向量,以下都是按單位向量計算。

法一:設得到的向量是c(c1,c2,c3).他滿足三個條件。

1、dot(c,b)=dot(a,b)

2、=x

3、|c|=|a|

應用這三個條件,列方程就可以解出c,但是很繁的。

(注:其中dot表示點乘,cross表示叉乘,<>表示兩向量夾角,||表示求向量長度)

法二:先把座標系做一個變換,使得b向量成為新座標系中的z軸,再來做旋轉x度的變換,之後再變換回去就得到了c向量。

設構造的一個a矩陣,它是正交矩陣,它是座標變換的矩陣。

那麼a向量變過去成為a'=aa,

在做旋轉變換,設t是旋轉x度的變換矩陣。旋轉後變作a''=taa。

在變回去 c=a'''=a'taa

總之c=a'taa

其中:c= [c1

c2 c3]

; a=

[a1a2 a3]

; a =

[ b2/(b2^2+b1^2)^(1/2), -b1/(b2^2+b1^2)^(1/2), 0]

[ b1/(b2^2+b1^2)^(1/2)*b3, b3*b2/(b2^2+b1^2)^(1/2), (b3^2-1)/(b2^2+b1^2)^(1/2)]

[ b1, b2, b3]

; t=

[ cos(x), -sin(x), 0]

[ sin(x), cos(x), 0]

[ 0, 0, 1]

如果要表示具體的結果很煩的,這個形式還算是簡潔了。

我用matlab算了一下,結果很繁。

把 各矩陣代入得

c= [c1

c2 c3]

= [ (a1*b2^2*cos(x)+a1*b1^2*b3^2*cos(x)+a1*b1^2*b2^2+a1*b1^4-b1*a2*b2*cos(x)-a2*b3*sin(x)*b1^2-a2*b3*b2^2*sin(x)+a2*b3^2*b2*b1*cos(x)+b1*a2*b2^3+b1^3*a2*b2-a3*b2*sin(x)*b3^2+a3*b2*sin(x)+a3*b1*b3^3*cos(x)-a3*b3*cos(x)*b1+a3*b1*b3*b2^2+a3*b1^3*b3)/(b2^2+b1^2)

(-a1*b1*b2*cos(x)+a1*b3*b2^2*sin(x)+a1*b3*sin(x)*b1^2+a1*b3^2*b2*b1*cos(x)+a1*b1*b2^3+a1*b1^3*b2+a2*b1^2*cos(x)+a2*b3^2*b2^2*cos(x)+a2*b2^4+a2*b2^2*b1^2+a3*b1*sin(x)*b3^2-a3*b1*sin(x)+a3*b3^3*b2*cos(x)-a3*b3*b2*cos(x)+a3*b3*b2^3+a3*b3*b2*b1^2)/(b2^2+b1^2)

(a1*b2*sin(x)*b3^2-a1*b2*sin(x)+a1*b1*b3^3*cos(x)-a1*b1*b3*cos(x)+a1*b1*b3*b2^2+a1*b1^3*b3-a2*b1*sin(x)*b3^2+a2*b1*sin(x)+a2*b3^3*b2*cos(x)-a2*b3*b2*cos(x)+a2*b3*b2^3+a2*b3*b2*b1^2+a3*cos(x)*b3^4-2*a3*b3^2*cos(x)+a3*cos(x)+a3*b3^2*b2^2+a3*b1^2*b3^2)/(b2^2+b1^2)]

2樓:匿名使用者

題出錯了,如何在三維空間順時針旋轉?二位平面才能做到。

向量a(a1,a2,a3)減向量b(b1,b2,b3)=

3樓:孤沙歲月

[(a1-b1),(a2-b2),(a3-b3)]

a1(a1,a2,a3.an), a2(b1,b2,.bn)加法法則a1+a2=[(a1+b1),(a2+b2),.

,(an+bn)]減法法則a1-a2=[(a1-b1),(a2-b2),.,(an-bn)]

設a1,a2,a3為三維向量,矩陣a=(a1,a2,a3),b=(a1,2a1+a2,a3),若|a|=3,則|b|=多少?

4樓:匿名使用者

|||a|=3 沒問題

給你個不同的方法, 當b比較複雜時作用巨大 :

由已知, b = ak

k=1 2 0

0 1 0

0 0 1

所以 |b| = |ak| = |a||k| = 3*1 = 3

線性代數題設向量α=(a1,a2,a3) β=(b1,b2,b3) α^tβ=0 a=αβ^t

5樓:儲晨權紅雲

(1)a^2=

(α^tβ)*

(α^tβ)=

α^t*(β*

α^t)*β=(α^t*0*β)=0.

(參見矩陣乘法規則)

(2)因為

a^2=0,

我們可以知道所有特徵值為

lambda=0.

由(lambda

*i-a)ev=

0,以及

a*a=0,

我們知道,

a的每一個列向量就是他的特徵向量。

6樓:匿名使用者

1) a^2 = ab^t ab^t

因為a^tb=a1b1+a2b2+a3b3 = b^ta =0所以a^2=a 0 b^t

所以a^2為0向量

2)aa1b1 a1b2 a1b3

a2b1 a2b2 a2b3

a3b1 a3b2 a3b3

|a-λe|=0

直接求行列式,常數項、λ一次項全都消掉;

利用a1b1+a2b2+a3b3=0 λ二次項也消掉;

最後λ^3=0,特徵值全0

ax = 0

因為a各行成比例,所以秩為1

最後特徵向量表示式:x1=-b2/b1x2-b3/b1x3 (b1!=0)

求通解就得到特徵向量了

若向量組A a1,a2an線性無關,則R(a1,a

小貝貝老師 結果為 3 向量組a1,a2,a3線性無關 向量組a1,a2,a3的秩為3 向量組a1,a2,a4線性相關 4 1 1 2 2 向量組a1,a2,a3,a4可以轉化為 1 1 1,2 1 2,3 向量組a1,a2,a3的秩為3 1 1 1,2 1 2,3的秩為3 向量組a1,a2,a3,...

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