如何构造三维空间中线性变换的 3x3 矩阵?
要构造 3x3 矩阵,需观察三个标准基向量(、 和 )在变换后落在哪里。将这些变换后向量的最终坐标记录为列向量。将这三列并排放置,即可创建一个完全编码该变换的 3x3 矩阵。
适用条件
- 在三维笛卡尔空间中工作。
- 变换是线性的。
理解与推导
- 识别标准基向量:沿 x 轴的 ,沿 y 轴的 ,以及沿 z 轴的 。
- 对 应用线性变换,并将其新坐标记录为第一列。
- 对 应用变换,并将其新坐标记录为第二列。
- 对 应用变换,并将其新坐标记录为第三列。
- 将这三列组合起来形成 3x3 矩阵。
例子
脚本指出:“将 、 和 的最终坐标记录为列向量,构造出一个仅用九个数字就完全编码了该变换的 3x3 矩阵。”
容易误解的地方
- 将变换后基向量的坐标放在行而不是列中。
- 认为在三维变换中只追踪两个基向量就足够了。
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理解原因↗
在此背景下, 表示先应用 B,然后将 A 应用于所得结果的变换。该记号遵循最右侧变换首先作用于输入向量的约定。
适用条件:A 和 B 被视为同一空间(此处为三维空间)上的变换。;B 的输出必须是 A 可接受的输入。
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