Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
1) В дальнейшем пространство будем считать положительно ориентированным, если в нем выбрана правая аффинная система координат;
2) Как и в планиметрии, доказывается формула: , где – начало вектора , – конец этого вектора.
(правило треугольника).
Таким образом, каждая координата вектора в пространстве равна разности соответствующих координатам конца и начала вектора;
3) Координаты точки , делящей направленный отрезок , где , , в отношении ( = ) находятся по формулам: , , .
В частности, если - середина отрезка , то и , ;
4) Как и для плоскости, доказываются формулы перехода от системы координат к системе координат :
(3)
где , , , - в «старой» системе координат , , .
Матрица при этом имеет ранг 3 и является невырожденной; Она называется матрицей перехода от базиса к базису .
Так как, векторы нового базиса некомпланарны, а, значит, и линейно независимы, то определитель . Поэтому система (3) разрешима относительно переменных . Это позволяет выразить координаты точки в «новой» системе через координаты той же точки в «старой» системе.
5) Формулы параллельного переноса системы координат в точку принимают вид:
- единичная матрица.
20.
Определение 4. Аффинная система координат называется прямоугольной декартовой или просто декартовой, если её координатные векторы образуют ортонормированный базис.
Обозначение. , , .
; ; .
.
(4)
Теорема. Расстояние от точки до точки в прямоугольной декартовой системе координат выражается формулой:
(5)
Так как , то получаем = .
Замечание. В дальнейшем мы будем пользоваться только прямоугольными декартовыми системами координат
Если рассматривается преобразование прямоугольных систем координат и s New Roman"/><w:i/><w:sz w:val="24"/><w:sz-cs w:val="24"/></w:rPr><m:t>'</m:t></m:r></m:sup></m:sSup></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> , то можно пользоваться формулами (5). Однако, на элементы матрицы перехода от базиса к базису ( накладываются определённые ограничения:
а) Сумма квадратов элементов каждой её строки или столбца равна единице;
б) Сумма произведений соответствующих элементов любых её двух различных строк или столбцов равна нулю.
Это происходит, потому что элементы столбцов матрицы являются соответственно координатами единичных и взаимно ортогональных векторов в базисе
Матрица в этом случае называется ортогональной. В частности, матрица параллельного переноса является единичной и ортогональной.
Примеры. Следующие матрицы являются ортогональными:
Квадратная матрица порядка , для которой (невырожденной), называется ортогональной, если
Ранг невырожденной матрицы порядка равен
6) Можно доказать, что если системы «старая» и «новая» ориентированы одинаково, то
Пусть ∆ - определитель ортогональной матрицы , тогда по правилу умножения матриц и используя определение ортогональных матриц, получаем:
Применяя к этому равенству теорему об определении произведения матриц, получаем ∆2 = 1, то есть ∆ = ±1.
Как уже отмечалось ранее, скалярным произведением векторов и в системе называется число:
(6)
Справедливы формулы:
. (7)
. (8)
. (9)
(10)
. (11)
(12)
Дата публикования: 2014-11-26; Прочитано: 308 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!