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記事No.54091に関するスレッドです

助けてください / 坂下
画像の問題で、(a,0,0)(0,a,0)(0,0,a)にあった3点が3枚目の図のように、座標空間上で回転変換された点を求めたいとします。
(a,0,0)が(asinθcosφ,asinθsinφ,acosθ)(球上の点への変換)へと移った時
他の2点はどの点に移るかを調べるにはどうすればよいのですか?
線形代数は一応勉強したのですが、具体的な応用方法にくわしくなく、困っています。

No.54091 - 2018/09/30(Sun) 17:41:17

Re: 助けてください / 坂下
2枚目です
No.54092 - 2018/09/30(Sun) 17:41:59

Re: 助けてください / 坂下
3枚目です
No.54093 - 2018/09/30(Sun) 17:42:38

Re: 助けてください / ヨッシー
(a,0,0)が(asinθcosφ,asinθsinφ,acosθ)へと移るというのは、
・y軸周りにθ−90°回転
・z軸周りにφ回転
したものですから、
 (a,b,c)→(csin(θ−90°)+acos(θ−90°), b, ccos(θ−90°)−asin(θ−90°))
     =(−ccosθ+asinθ, b, csinθ+acosθ)
   →((−ccosθ+asinθ)cosφ−bsinφ, (−ccosθ+asinθ)sinφ+bcosφ, csinθ+acosθ)
よって
 (a,0,0)→(asinθcosφ, asinθsinφ, acosθ)
 (0,b,0)→(−bsinφ, bcosφ, 0)
 (0,0,c)→(−ccosθcosφ, −ccosθsinφ, csinθ)
となります。

No.54098 - 2018/09/30(Sun) 20:46:12

Re: 助けてください / IT
(a,0,0) の行き先だけでは、移動が一意に決まらないような気がしますが 何か条件があるのでしょうか?
No.54100 - 2018/09/30(Sun) 21:43:24

Re: 助けてください / 坂下
ありがとうございます。
No.54101 - 2018/09/30(Sun) 23:11:21

Re: 助けてください / 関数電卓
> 移動が一意に決まらない
移動の最短経路は始点と終点を結ぶ大円。
経路は一意には決まらないが,各点の行き先は一意に決まる。

No.54102 - 2018/10/01(Mon) 06:47:28

Re: 助けてください / らすかる
> 関数電卓さん
3点あるうちの1点の移動先が決まっても、
移動方法が提示されていなければ
残りの2点がどこに移動するかは決まらないと思います。
移動先が決まっている1点からの距離だけはわかりますが。

No.54110 - 2018/10/01(Mon) 14:59:32

Re: 助けてください / 関数電卓
要求は
O(0,0,0),A(a,0,0),B(0,a,0),C(0,0,a),D(asinθcosφ,asinθsinφ,acosθ)とするとき、四面体 OABC を O を通り平面 OAD に垂直な回転軸の回りに回転させる

ことではないのですか?

No.54112 - 2018/10/01(Mon) 19:16:27

Re: 助けてください / 関数電卓
あ! そうか!!
回転軸が原点を通るとは限らない、ということですね!!
そのとおりですね。失礼しました。
ですが、スレ主さんの要求は、きっと O を中心とする球面上の回転なのでしょう ??!!??

No.54113 - 2018/10/01(Mon) 19:30:19

Re: 助けてください / らすかる
回転軸が原点を通らない場合は考えていません。
三次元で回転を考える場合、普通はヨッシーさんが書かれているように
x,y,z軸に関する回転を二つ組み合わせると思います。
このとき、(a,0,0)が決まったある点に移動するような回転方法は
複数あり、一意には決まらない、という意味で言っています。

No.54117 - 2018/10/01(Mon) 21:23:23

Re: 助けてください / 関数電卓
あ〜〜!! その通りですね。

No.54112 の記号で言うと、
原点を通り平面 OAD に垂直な軸の回りに A を D まで移転させた後、OD を軸として B,C を回転させる不定さが残る

ということですね。大変失礼しました。

No.54118 - 2018/10/01(Mon) 21:58:41

Re: 助けてください / IT
ヨッシーさんのNo.54098 をみると分かるように
2軸による回転の連続では、すべての移動を表現することはできないのでは?
3軸による回転の連続が必要だと思います。
> よって
>  (a,0,0)→(asinθcosφ, asinθsinφ, acosθ)
>  (0,b,0)→(−bsinφ, bcosφ, 0)
>  (0,0,c)→(−ccosθcosφ, −ccosθsinφ, csinθ)
> となります。

(0,b,0)→(−bsinφ, bcosφ, 0)でz座標が0にしかできない。

No.54119 - 2018/10/01(Mon) 22:16:24

Re: 助けてください / らすかる
あ、そうですね。3軸必要でした。ということは
「(a,0,0)が(asinθcosφ,asinθsinφ,acosθ)へと移る」は
・y軸周りにθ−90°回転
・z軸周りにφ回転
ではなく
・x軸周りにψ回転
・y軸周りにθ−90°回転
・z軸周りにφ回転
なのかも知れませんね。
(x軸周りの回転では(a,0,0)は動かないため)

No.54120 - 2018/10/01(Mon) 22:40:58