MATLAB找出10=sqrt(3*(x-y)^2+(y-z)^2+(z-x)^2)与x+y+z=0的所有交点,其中,x,y,z的范围均在-30到30内,并绘制出三维图

时间: 2024-01-05 11:08:08 浏览: 55
好的,我们可以使用MATLAB的fsolve函数来解决这个方程组,同时使用meshgrid生成x,y,z的范围,使用plot3函数将交点绘制出来。以下是完整的MATLAB代码: ``` % 定义匿名函数 fun = @(x) [10 - sqrt(3*(x(1)-x(2))^2 + (x(2)-x(3))^2 + (x(3)-x(1))^2); x(1) + x(2) + x(3)]; % 给定范围 range = -30:0.5:30; [x,y,z] = meshgrid(range, range, range); % 初始化交点 intersections = []; % 求解方程组 for i = 1:numel(x) x0 = [x(i), y(i), z(i)]; sol = fsolve(fun, x0); % 判断解是否在范围内,且是否已经存在 if all(abs(sol) <= 30) && isempty(find(sum(abs(intersections - sol), 2) < 1e-6, 1)) intersections = [intersections; sol]; % 添加新解 end end % 绘制图形 figure; plot3(intersections(:,1), intersections(:,2), intersections(:,3), 'ro', 'MarkerSize', 10, 'MarkerFaceColor', 'r'); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z'); title('Intersection of Equations'); grid on; ``` 这将找到方程组的交点,并在三维图形中绘制出来。注意,由于方程组具有对称性,因此可能有多个解。
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x1=XL(:,5)-XL(:,3); %建立靶标坐标系,求出x方向向量 y0=XL(:,2)-XL(:,3); z1=cross(x1,y0); %求出z方向向量 y1=cross(z1,x1); %求出y方向向量 x2=x1/(sqrt(x1(1)^2+x1(2)^2+x1(3)^2)); %转换为单位向量 y2=y1/(sqrt(y1(1)^2+y1(2)^2+y1(3)^2)); z2=z1/(sqrt(z1(1)^2+z1(2)^2+z1(3)^2)); Pt2=[0;0;0]; %靶标坐标系下点的坐标,先都设为0 Pt3=[0;0;0]; Pt1=[0;0;0]; Pt4=[0;0;0]; Pt5=[0;0;0]; Pt5(1)=sqrt((XL(1,3)-XL(1,5))^2+(XL(2,3)-XL(2,5))^2+(XL(3,3)-XL(3,5))^2); %靶标坐标系下,点5在x轴上,x3为原点,因此只需求出点3与点5间的距离,就可得点5坐标 planD=-1*(z2(1)*XL(1,3)+z2(2)*XL(2,3)+z2(3)*XL(3,3)); %Ax+By+Cz+D=0 靶标平面,法向量即z2 distance4=z2(1)*XL(1,4)+z2(2)*XL(2,4)+z2(3)*XL(3,4)+planD; %点4到xy平面距离 即点 4 的z方向坐标 distance1=z2(1)*XL(1,1)+z2(2)*XL(2,1)+z2(3)*XL(3,1)+planD; %点1到xy平面距离 distance6=z2(1)*XL6(1)+z2(2)*XL6(2)+z2(3)*XL6(3)+planD; Pt1t=-(planD+z2(1)*XL(1,1)+z2(2)*XL(2,1)+z2(3)*XL(3,1)); Pt1o=[XL(1,1)+z2(1)*Pt1t,XL(2,1)+z2(2)*Pt1t,XL(3,1)+z2(3)*Pt1t]; %将点1投影到xy平面后的坐标 Pt4t=-(planD+z2(1)*XL(1,4)+z2(2)*XL(2,4)+z2(3)*XL(3,4)); Pt4o=[XL(1,4)+z2(1)*Pt4t,XL(2,4)+z2(2)*Pt4t,XL(3,4)+z2(3)*Pt4t]; %将点4投影到xy平面后的坐标,此处先将点1 4 投影到xy平面,在分别求其到x轴 y轴的距离,即得点1 4靶标坐标系下坐标 Pt6t=-(planD+z2(1)*XL6(1)+z2(2)*XL6(2)+z2(3)*XL6(3)); Pt6o=[XL6(1)+z2(1)Pt6t,XL6(2)+z2(2)Pt6t,XL6(3)+z2(3)Pt6t]; p1p3=[Pt1o(1)-XL(1,3);Pt1o(2)-XL(2,3);Pt1o(3)-XL(3,3)]; %通过点到直线距离公式,求出点1的x,y 坐标 Pt1(2)=norm(cross(p1p3,x2)); %??? Pt1(1)=norm(cross(p1p3,y2)); Pt1(3)=distance1; p4p3=[Pt4o(1)-XL(1,3);Pt4o(2)-XL(2,3);Pt4o(3)-XL(3,3)]; %通过点到直线距离公式,求出点4的x,y 坐标 Pt4(2)=norm(cross(p4p3,x2)); Pt4(1)=norm(cross(p4p3,y2)); Pt4(3)=distance4; p6p3=[Pt6o(1)-XL(1,3);Pt6o(2)-XL(2,3);Pt6o(3)-XL(3,3)]; %通过点到直线距离公式,求出点6的x,y 坐标 Pt6(2)=norm(cross(p6p3,x2)); Pt6(1)=norm(cross(p6p3,y2)); Pt6(3)=distance6; p2p3=[XL(1,2)-XL(1,3);XL(2,2)-XL(2,3);XL(3,2)-XL(3,3)]; %通过点到直线距离公式,求出点2的x,y 坐标 Pt2(2)=norm(cross(p2p3,x2)); Pt2(1)=norm(cross(p2p3,y2)); TargetPoint(:,1)=Pt1; TargetPoint(:,2)=Pt2; TargetPoint(:,3)=Pt3; TargetPoint(:,4)=Pt4; TargetPoint(:,5)=Pt5; TargetPoint(:,6)=Pt6; R(:,1)=x2; R(:,2)=y2; R(:,3)=z2; T=XL(:,3); for i=1:6 TargetPointWorld(:,i)=RTargetPoint(:,i)+T; end figure, plot3(TargetPoint(1,1:5),TargetPoint(2,1:5),TargetPoint(3,1:5),'r'); % axis ([0 150 0 150 0 150]); hold on; plot3(TargetPoint(1,6),TargetPoint(2,6),TargetPoint(3,6),'b'); hold off; save(filenamesave,'TargetPoint','TargetPointWorld','R','T'); 优化该代码

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