5 svar
662 visningar
Aedrha behöver inte mer hjälp
Aedrha 96
Postad: 24 aug 2020 21:31

Ortorgonal projektion av punkter till triangel

Hej! Jag sitter med en gammal tenta i Linjär Algebra och har kört fast.
Uppgiften lyder:

"De tre punkterna P=(1,0,1), Q = (0,1,2) och R=(1,2,0) projeceras ortogonalt på planet x1+x2+x3=0 och bildar hörnen på en triangel. Beräkna triangelns area."

Jag gjorde som så att jag projicerade de tre punkterna ner ortogonalt på planet:

 

Planet : x1+x2+x3=0

normalvektor: n(1,1,1)

Jag använder n som riktingsvektor för hjälplinjerna jag konstruerar här under.

P:

Hjälplinje L=x1=1+tx2=0+tx3=1+tSedan stoppar jag in dessa koordinater i planets ekvation:(1+t)+t+(1+t)=0t=-23Detta t stoppar jag sedan tillbaka i hjälplinjen: L=x1=1-23=13x2=0-23=-23x3=1-23=13Projicerad Pp=(13,-23,13)Jag gjorde likadant med de två andra:Q: L´=x1=0+tx2=1+tx3=2+tt+(1+t)+(2+t)=0t=-1 L´=x1=0-1=-1x2=1-1= 0x3=2-1=1Qp=(-1,0,1)R: L´´=x1=1+tx2=2+tx3=0+t(1+t)+(2+t)+t==t=-1 L´´=x1=1-1=0x2=2-1=1x3=0-1=-1Rp=(0,1,-1)

Här har jag min tre punkter. Jag kan räkna ut avståndet mellan två av dem. Men höjden i triangeln får jag banne mig inte till. Jag tänkte mig att man kanske skulle kunna göra ytterligare två hjälplinjer. En som går genom två punkter och en annan som går genom översta hörnet i triageln och skär den första. Något sånt här:

Så tänker jag mig att PQ·RZ2=Area

L:PQ=(-1,0,1)-(13,13,13)=(-43,-13,23)Använder PQ som riktingsvektor för L samt Q som en punkt på linjenL=x1=-1-43tx2=0-13tx3=1+23

Där efter blir det knepigt. Jag tänkte att man för att hitta en riktningsvektor för L´kunde ta vektorsmultiplikation av riktningsvektorn för L och normalvektorn för planet. På så vis får man en vektor som är ortogonal mot båda och där för borde funka.

-43-1323-43-1323       1       1     1        1     1         1  = (-1, 2, -1)Använder denna som riktningsvektor och R som punktL´=x1=0-tx2=1+2tx3=-1-t

Här efter blir problemet helt enkelt att jag inte vet vad jag ska göra!
Några förslag/tips eller något jag missat kanske?

Hondel 1377
Postad: 24 aug 2020 22:00

Du har kommit en bra bit på vägen! En egenskap hos kryssprodukten är att beloppet av den resulterande vektorn är lika med arena för det parallellogram som spänns upp av de två vektorerna som man kryssat. Så, om du tar |PQxPR| får du arean av parallellogrammet med PQ och PR som sidor. Dividera med 2 så får du arean av triangeln istället :)

Aedrha 96
Postad: 25 aug 2020 09:53 Redigerad: 25 aug 2020 11:06

Ahh låter smidigt men jag får inte rätt på det!

märkte i efterhand att punkten Pp blev fel.

Jag tar vektorerna

PQp=(-1,0,1)-(13,-23,13)=(-43,23,23)PRp=(0,1,-1)- (13,-23,13)=(-13,53,-43)PQ×PR19(-18,14,-22)

Arean ska bli 3 vilket jag inte får det där till

Edit: Stavfel

Jroth 1191 – Fd. Medlem
Postad: 25 aug 2020 14:06 Redigerad: 25 aug 2020 14:07

Vektorerna är rätt, men du har gjort ett slarvfel på kryssprodukten.

(-(4/3),2/3,2/3)×(-(1/3),5/3,-(4/3))=(-2,-2,-2)(-(4/3), 2/3, 2/3)\times(-(1/3), 5/3, -(4/3))=(-2,-2,-2)

Aedrha 96
Postad: 25 aug 2020 14:44

Såg nu! Tack!!

Jroth 1191 – Fd. Medlem
Postad: 25 aug 2020 14:52 Redigerad: 25 aug 2020 14:53

En sak som kan vara bra att öva på är projektionsformeln. Du kan t.ex. definiera en avbildning som tar en punkt p¯\overline{p} och ger dig projektionen i planet (som håller origo) genom att helt enkelt dra bort den del av vektorn (p¯·n^\overline{p} \cdot \hat{n}) som är vinkelrät mot planet

T[p¯]=p¯-p¯·n||n||2n¯T[\overline{p}]=\overline{p}-\frac{\overline{p}\cdot n}{||n||^2}\overline{n}

På en tenta skulle det underlätta dina räkningar och minska risken för fel.

Svara
Close