如何由变换后的标准基向量构建三维线性变换矩阵?
三维线性变换完全由跟踪标准基向量(、 和 )落点的位置决定。这三个变换后向量的坐标被记录为列向量,从而形成一个 3x3 矩阵。
适用条件
- 在三维笛卡尔空间中工作
- 使用沿 x、y 和 z 轴对齐的标准基向量
- 变换是线性的(保持网格线平行且间距均匀,并固定原点)
理解与推导
- 识别标准基向量的初始位置:, 和 。
- 应用线性变换以观察每个向量的新落点坐标。
- 将变换后的 的最终坐标三元组记录为矩阵的第一列。
- 将变换后的 的最终坐标三元组记录为矩阵的第二列。
- 将变换后的 的最终坐标三元组记录为矩阵的第三列。
例子
如果变换将 映射到 , 映射到 , 映射到 ,则生成的矩阵为 。
容易误解的地方
- 认为必须单独追踪矩阵中的所有九个数字,而不参考基向量。
- 在记录变换后的坐标时混淆行和列。
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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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