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怎么用矩阵表示普通的几何变换

时间:2024-10-13 10:43:42

在线性代数里面,讲述了,二维图形的旋转所对应的矩阵。那么,本文就利用Mathematica,形象地展示一下几何变换对应的矩阵表示。

工具/原料

电脑

Mathematica

旋转

1、我们用ρ[u]来表示几何图形绕原点,逆时针旋转u的操作。给定点A=(a,b),旋转之后的点的坐标是:ρ[u].A={a Cos[u] - b Sin[u], b Cos[u] + a Sin[u]}

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2、给定一条参数曲线B,先绘制其图像:B = {Cos[x] + 2, x*Sin[x^2]/10}

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3、看看这条曲线绕原点旋转30°的效果:ρ[30 Degree].B

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4、一卺肿蓦艚系列二维点集,可以构成一个2*n的矩阵,n是点集的点数:b = Table[ N[{Cos[x] + 2, x*Sin[x^2]/10}, {2, 2魈胺闹臣}], {x, 0, 2 Pi, 2 Pi/36}];

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5、用矩阵ρ[36 Degree],左乘(b//Transpose),可以实现点集旋转补朱锚卦36°:c = (ρ[36 Degree].Transpose[b]) // Transpose

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平移和旋转

1、平移,其实就更简单了,就是向量的加法运算。比如,把图形B向上平移0.36个单位,就是:B+{0,0.36}

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2、点A(a,b)绕点P(p,q)旋转u,得到的点的坐标,就是:ρ[u].(A - P) + P本质是:平移、旋转、平移。

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