三维空间有- -四面体ABCD,其顶点坐标分别为A(2,0.0)、 B(2,2.0)、C(0,2.0)、 D(2,2,2);求此四面体关于点P(2,-2,2)整体放大2倍的变换矩阵,写出变换后各顶点的
时间: 2024-10-25 10:09:08 浏览: 30
论文研究-三维片上网络正四面体裂变拓扑结构研究.pdf
三维空间中,将一个物体整体放大(缩放)并移动到新的位置,可以使用仿射变换,其中包含两个步骤:缩放和平移。给定的四面体ABCD在原始坐标系下的顶点,经过点P为中心的整体放大2倍及平移操作后的变换矩阵,可以通过以下公式计算:
1. 缩放部分:对于所有顶点(x, y, z),缩放因子为2,所以每个坐标分别乘以2。
2. 平移部分:首先,确定平移向量Δx = P_x - A_x,Δy = P_y - A_y,Δz = P_z - A_z。然后,将每个顶点的坐标加上这个平移向量。
原始顶点A(2,0,0)变为新顶点A'(4,0,0),以此类推。具体的变换矩阵M是一个3×3的矩阵,它会作用于三维坐标(X, Y, Z),其中第一行表示x轴的变化,第二行表示y轴,第三行表示z轴。对于平移,我们可以将其表示为一个列向量T,即[Δx, Δy, Δz]。
假设缩放矩阵S为对角线元素为2的3x3单位矩阵,即:
```
S = | 2 0 0 |
| 0 2 0 |
| 0 0 2 |
```
而平移矩阵T为:
```
T = | Δx |
| Δy |
| Δz |
= | 0 |
| 4 |
| 0 |
```
因此,总变换矩阵M为缩放矩阵S与平移矩阵T的组合,即:
```
M = S * T
```
将上述数值代入得到最终的变换矩阵M,并应用该矩阵到每个顶点上计算新的坐标。
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