计算机在三角形中的数学查找值



3D三角形,带顶点(0,0,0),(1,1,1),(1,-1,2)。x = 3,y = 1的三角形中点的z值是多少?如何找到z值?

只需使用wolframalpha http://www.wolframalpha.com/input/?i= plane through through %(0;%2C 和 %281%2C-1%2C2%29

飞机是 -3x y 2z = 0 ,因此,z = 4。

由三个点定义的平面中的任何点(x,y,z)满足方程

       | 0  1  1  x |
       | 0  1 -1  y |
0 = det| 0  1  2  z |
       | 1  1  1  1 |

,其中列是前三个坐标中给定点的点,而另外的第四坐标为1,则使其均匀坐标。将向量标记为仿射点空间的点。

可以通过通常的决定因素操作来减少这一点,此处主要是列操作,从所有其他列中减去第一列,第二列从第三列中减去然后是第二个

的第三
       | 0  1  0  x |
       | 0  3 -2  y |
0 = det| 0  0  1  z |
       | 1  0  0  0 |

然后在最后一列中开发

0 = x*(3*1-(-2)*0)-y*(1*1-0*0)+z*(1*(-2)-0*3)
  = 3*x-y-2*z

使用提供的X和Y坐标给出了决定因素(使用与之前相同的转换)

       | 0  1  0  3 |      | 0  1  0  0 ||
       | 0  3 -2  1 |      | 0  3 -2 -8 |
0 = det| 0  0  1  z | = det| 0  0  1  z |
       | 1  0  0  0 |      | 1  0  0  0 |
       | 0  1  0  0   | 
       | 0  3 -2  0   | 
  = det| 0  0  1  z-4 | 
       | 1  0  0  0   | 

如果z = 4,则将为零,因此最后一列为零。


作为一种通用计算机算法,将计算z的具体值两次确定词,以使矩阵没有变量,只有数字作为组件;z = 0给出D0,然后为z = 1给出值D1。那么求解的方程为

D0+D1*z=0  or  z=-D0/D1

在三维空间中,平面的方程是满足(p-a)·n =的所有点 p 的集合。0其中 a 是平面上的已知点, n 是平面正常的向量,(p-a)·n 是矢量 p-a 和正常矢量 n 之间的点产物。在这种情况下,已知原点在飞机上,因此简化为 p·n = 0。

我们要做的就是找到正常的,这很容易。使用矢量跨产品。给定三个非色点 a b c 在三维空间中,矢量 n = (b-a)×(c-a) 正常与由 a b c定义的平面。在这种情况下,这三个点之一是原点之一,这再次简化为{1,1,1}×{1,-1,2} = {3,-1,-1,-2}。

因此,由{ x,y,z 给出了点(0,0,0),(1,1,1),(1,-1,2)定义的平面}·{3,-1,-2} = 0,或3x-y-2z = 0。

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