正四面体如何建立空间直角坐标系

55次

问题描述:

正四面体如何建立空间直角坐标系急求答案,帮忙回答下

推荐答案

2023-12-25 12:34:51

正四面体有四个顶点和六条棱,可以利用其中三个顶点来建立一个空间直角坐标系。

建立坐标系的步骤如下:

1. 选择三个非共面的顶点,分别记作 $A(x_1,y_1,z_1)$、$B(x_2,y_2,z_2)$ 和 $C(x_3,y_3,z_3)$。

2. 构造向量 $\\vec{AB}$ 和 $\\vec{AC}$。具体来说,向量 $\\vec{AB}$ 的坐标可以表示为 $(x_2-x_1, y_2-y_1, z_2-z_1)$,向量 $\\vec{AC}$ 的坐标可以表示为 $(x_3-x_1, y_3-y_1, z_3-z_1)$。

3. 求出向量 $\\vec{AB}$ 和 $\\vec{AC}$ 的叉积 $\\vec{n}$。叉积的顺序为 $\\vec{AB} \ imes \\vec{AC}$,表示从向量 $\\vec{AB}$ 到向量 $\\vec{AC}$,顺时针旋转一个角度所得到的向量。$\\vec{n}$ 的坐标可以表示为:$$\\vec{n} = \\begin{pmatrix}(y_2-y_1)(z_3-z_1) - (y_3-y_1)(z_2-z_1)\\\\(z_2-z_1)(x_3-x_1) - (z_3-z_1)(x_2-x_1)\\\\(x_2-x_1)(y_3-y_1) - (x_3-x_1)(y_2-y_1)\\end{pmatrix}$$

4. 向量 $\\vec{n}$ 的模长 $|\\vec{n}|$ 就是以 $A,B,C$ 三点为顶点的正四面体的体积 $V$ 的两倍。因此可以通过 $\\frac{|\\vec{n}|}{2}$ 来求出正四面体的体积 $V$。

5. 将向量 $\\vec{AB}$ 和 $\\vec{AC}$ 以及 $\\vec{n}$ 作为坐标轴,建立空间直角坐标系。注意,建立的坐标系不是唯一的,因为可以根据选择的三个顶点的不同而得到不同的坐标系。

其他答案

2023-12-25 12:34:51

正四面体是一个三维图形,因此需要建立三维空间直角坐标系来描述它。一种常用的三维空间直角坐标系是右手坐标系,建立步骤如下:

1. 确定坐标系原点:正四面体的重心是一个不错的选择,它是四个顶点的平均位置。

2. 确定坐标系的基向量:在正四面体上选择三个互不共面的向量作为坐标系的基向量。可以选择正四面体的三条棱或三个面对角线,这些向量应该在起点处通过坐标系原点并指向正方向。

3. 按照右手定则确定坐标轴方向:将右手放在三个基向量上,拇指指向第一个向量的正方向,食指指向第二个向量的正方向,中指指向第三个向量的正方向,那么这三个向量的正方向就确定下来了。

4. 确定坐标轴的单位长度:可以根据需要来选择适当的单位长度,例如可以让每个坐标轴的长度都为正四面体棱长的一半。

5. 进行坐标转换:将正四面体上的点坐标表示为三个基向量坐标的线性组合,即可在该坐标系下描述正四面体几何结构。

以上就是建立三维空间直角坐标系的步骤,希望对您有所帮助。

其他答案

2023-12-25 12:34:51

首先,建立平面直角坐标系。其次,建立z轴,使其垂直于面xy,xyz轴相交于0点。这就是空间直角坐标系。建立空间直角坐标系是根据题的解法来建的。

引入空间向量坐标运算, 使解立体几何问题避免了传统方法进行繁琐的空间分析, 只需建立空间直角坐标系进行向量运算, 而如何建立恰当的坐标系, 成为用向量解题的关键步骤之一。

一、利用图形中现成的垂直关系建立坐标系。当图形中有明显互相垂直且交于一点的三条直线, 可以利用这三条直线直接建系, 再写出空间点的坐标。

二、利用线面垂直关系构建直角坐标系。

三、利用面面垂直关系构建直角坐标系。

其他答案

2023-12-25 12:34:51

记正四面体V-ABC,底面正三角形的中心为O,比较简单的建立坐标系的选择有两种方法:一种是以O为坐标原点,平行于AB的直线为x轴,直线OC为y轴,直线OV为z轴。

另一种方法是以直线AB为x轴,取AB的中点为M,直线MC为y轴,过M且垂直于平面ABC的直线为z轴。

其他答案

2023-12-25 12:34:51

设正四面体四个顶点分别为A,B,C,D。

1. 正四面体的左边系一般是用正四面体的中心为原点,设为O,中心为每个顶点到对面的垂线的焦点。Z轴取O点到任意顶点的连线,X轴可以取过O点平行于底面某条中线的线,Y轴由Z和X轴来定。

2. 另外一种方法就是取底面为XY平面,底面中心为原点,X轴取底面的任意一条中线。

具体怎么建坐标系还得看题意要求。

(c)2008-2025 自学教育网 All Rights Reserved 汕头市灵创科技有限公司
粤ICP备2024240640号-6