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03D.3 Matrix und Verschiebungsvektor für Drehung im R²


CC-BY-NC-SA 3.0

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jetzthätte ich gerne malfolgende geometrisch Transformationich hätte eine Drehungwieder gerne Dessert zweizweium neunzig Grad?? ich habe außerdem Plus neunzig Grad gemeint ist alsodann immer mathematisch positivgegen den Uhrzeigersinnso herum Kommaaber jetzt nicht um den Ursprungähm ging's um Spiegelungenmit Achsen durch den Ursprungsdrehungenmit Achsen durch den Ursprung jetzt alles um den Ursprung sondern um den folgenden Punktum den Punktdreivierhundert versuchen Sie mal so zu schreibennimmt den alten Ortsvektor verfolgt also den Original OrtswechselPunktund das soll nun so gehenIdeen multipliziereich mit einer Matrixdann addiere ich nocheinen Vektor dazu und was da rauskommtwenn ich das ?? B eins B zwei von mir aus das ist dann derBildOrtsvektorder transformierte Ortsvektorin der Form zu schreiben eine Drehung um neunzig Grad Umgebung drei vier so zu schreibendass ich Rechnernehme den Original Ortsvektor den ursprünglichen Ortsvektor mal eine Matrix die Matrix linksden Ortsvektor Spalte rechtsund addiere danacherst Publikationsadditionund addiere danach noch einen weiteren Vektor drauf an festen ??und das solldasselbe sein als wenn ich dem Punkt hier nehmeund Drehung ?? Punkt drei vierinwarum muss ich hier jetztnoch den Verschiebungsvektorvorsehen warum wir das ohne nicht funktionierenso als wenn erheblich noch Unwetter drauf addierenmüssen sie dass der Ursprung immer im Ursprung landen muss wenn sich hier für den original Vektornull null einsetzenMatrix mal null nullAtoll gibt auch immer null nullwenn sie nur rechnen Matrix mal Vektor wird der Ursprung immer wieder auf den Ursprung landen aber das natürlich hier unsinnig ich Drehung ?? Punkt drei viervormaligen Mark um neunzig Grad in die die ursprünglich auf den Ursprung hatten sondern sonstbin immer der Ursprung nicht liegen bleibt kann es nichtMatrix war Vektor seinund natürlichsind auch längst nicht alle geometrischen Konfirmationsmatrix?? Vektor wenn sie irgendwasverbiegen des drin haben wenn sie aus dem Gartenhäuschenirgendein krummes Häuschen machendas wir natürlich auch nicht fusioniert mit Matrixvektoraber ist nicht ganz so schlimm ambekommen zurande ?? jetzt noch einen Verschiebungsvektordazu nehmen den brauchen wir der Ursprung bleibt nicht liegen eine Drehungnicht um den Ursprungeine Spiegelung um eine Achse die nicht durch den Ursprung läuft und so weiter und so weiter der Ursprung bleibt nicht liegenKomma Verschiebungsvektordas Haus noch inseiner schon gesagt wie man das machen würde man könnte jetzt wieder Punkte einsetzen sie können sich überlegen au drei vier muss wieder drei vier werden setzt mir drei vier eine Muster vier wieder rauskommenund sie können bei anderer einsetzen sie könntenfünf vier Einsätzen wüssten was herauskommt und so weiter aber das wird fürchterlich sechs unbekannteOrganismen systematischangehen und probieren Sie malder Gedanke istich nehme meinen ganzen eher zweiist irgendwo der Punkt drei viersie nehmen den ganzen R zweischieben den zum Ursprungdendann drehen sie um neunzig Grad und dann schieben sie den Krempel wieder zurück an denselben Effektwir wissen wie man um den Ursprung drehtmit richtigen Matrixes müsse nur noch hinkriegen das ermöglichen Punkt der Gedanke ist einmal das ganze Ding nehmen zum Ursprung zuschieben dazu drehen wir zurück zu schieben dasWohnzimmer hinzu schreiben wie kriegen Sie dann diese Matrix und diesenVektorsind also drei Schritte eigentlichdrei Translation nacheinander zum Ursprung schiebendrehenund zurück schieben drei nacheinanderdie miteinander verkörpert ?? diese Matrix und den Verschiebungsvektorauf das soll die Matrix an die Suche ?? soll nachher vier feste Zahlen stehen das ?? der Verschiebungsvektorsei denn ich suche zwei feste Zahlund egal welchen Punkt ich nehmedessen Ortsvektor sieht sich hier ein und es soll immerdarin Punkt ich nehme hier den richtigen Ortsvektor rauskriegenOrtsvektornach Drehung um neunzig Grad um diesen Punkt drei vierdas immer gelten es ist mein Zielich suche diese vier Zahlen für die Matrix und die Suche diese beiden Zahlen für den Verschiebungsvektorvorgehe ist ich überlege mir okay was passiertrechentechnischwenn ich bei Direktorenzum Ursprung schiebedas passiert rechentechnischwenn ich meine Vektoren um den Ursprung drehe was passiert rechentechnisch wenn es vom Ursprung wieder weg schiebedas gibt es wollen drei solche Gleichungenund die kann man dann einfach ineinander einsetzenich nehme einen Vektorschiebe zum Ursprungdrehe schiebe wieder zurückBeistrich zum Schluss ?? zusammenfassen so ein Dingschrammte wieder Einzelschritte mal hinwas ich sucheeineneine Tanzformationdie zum Ursprung hin schiebst dann suche ich eine Transformationsetze erskizzenhaft die dreht und dann suche ich eine ?? Formation die wieder vom Ursprung weg schiebtund dann wenn bei die drei miteinander an?? sind die mal ausdreiich nenne hier gerade mal was um damit es jetzt nett hin schreiben kannich habe jaeinen ersten OrtsvektorB einsund dann kommen drei Operationendie eins wird zu B zwei wird zu drei mir zu vierScheiben ?? ganz P vier hindamit gleich die Zwischenschritte ordentlich aufschreiben kannder erste Schritt ich lieber alles entgegen dem Weg zur drei vierAusrichtungUrsprung sozusagenwas wird also passieren B zweidas ist das Gesetz aus dem ersten Schritt rauskommen soll Punkt meine Umbenennungbesonders im ersten Schritt rauskommenich schiebe alles Richtung Ursprungminus den Vektor drei vierdas wäre diese Verschiebungletztlich wird es genau umgekehrtder letzte Schritt rechtlich P vier aus das ist also P dreiplus drei vierdie Verschiebung umgekehrtzu jedem Ortsvektoraddieren sie drei vier drauf zu dem Ortsvektor addieren sie drei vier drauf und so weiterund in der Mitte Hammer noch das Drehen aus B zwei Beistrich B dreidrehen um den UrsprungJunta noch was schief gegangen ich will um neunzig Grad um den Ursprung drehenaus dem X Standard Basisvektorwenn sie den drehen wird der Y Standard Basisvektorals es hiervon steht null eins Tränen der ersten Spalte steht was aus dem X Basisvektor wird es wird ?? Y Basisvektor aus null einsin der zweiten Spalte steht was aus den Rebsorten Basisvektor wird es den neunzig Grad drehenminus der Ex BasisvektorPunkt in den Vorzeichensteht minus der Ex Basisvektor das Muster stehenes aber alle Zutatenmuss ?? bezweifelnPunktsomit habe ich die drei Schritte da im ersten Schritt machen aus B eins B zweischieben Richtung Ursprungim zweiten Schrittdrehe ich B zwei kriege damit B drei und im dritten Schritt schiebe ich zurückich sollte jetzt aber seine verschiebe ihr nicht die Vektorenhabenerstmals in Vektoren eher beliebig verschiebbar ich verschiebe nicht die Vektorensondern ich ändereden Ortsvektor ich habe irgend einen Ortsvektorsowas ich habe ihn dann Ortsvektorändern Ortsvektor sobesser auf den ?? zeigtwenn ich verschiebesich der Vektor der verschoben wirdes ist der Ort der verschoben wird ich kriege dann den neuen Ortsvektor zum verschobenen Ortund das passende jetzt alles zusammen das heißt P vierdas Ergebnis wird seinT dreiist dieses Produkt hiernull minus eins eins nullmal P zweiP zwei steht da oben das SP einsminus drei vier?? noch dazuwas Verfalls suchen müssen und wo sie fast perfekt andersrum als SP dreiP drei ist diese Matrix null minus eins eins nullMarke zwei ?? B zwei steht der OG eins minusvier?? setzen Sie dieses Bild weiter unten einsie haben Matrix mal Vektordifferenzenplus drei vier MatrixmagneteDifferenz plus drei vier lassen die drei Schritte hintereinandererst Richtung Ursprung schiebendann drehen um den Ursprung und zum Schluss zurückschiebenlassen kann ich die Formel sie haben willich komme mit sechs Zahlen aus MatrixVektorleutenhabe ichein zwei drei vier fünf sechs sieben acht Zahlendreherdieser Vektorinderin nervtsie können ausmultiplizierenMatrix mal Vektorlässt sich ausmultiplizierender steht dann also null minus eins eins null mal T einsminusnull minus eins eins null maldrei vier das ist der vordere Teil aus modifiziertder vordere Teil aus multipliziertdas drei vierinnen Komma ausrechnenPunkt null null mal drei minus einmal viel macht oben als ?? minus vier und steht dreimaleinmal drei Personen ?? dreiund dann habe ich der insgesamt dass es diese Matrix dieselben überallmal P einsminusminus vier dreivier drei plus drei vier?? sich mit der Reihenfolge habe ich gerade gelerntdann lieber zahlenwenn sie mit Zahlen rechnen minus fünf plus siebenist das zweidas ist nicht dasselbe als wenn sie rechnen minus fünfplus sieben das ist nämlich minuszwölf Vorsichtmit der Reihenfolgedes minus gilt für die fünf aber das Minus gilt nicht für die siebenminus fünfplus siebenist was anders als minusfünf bis siebendasselbe hier minus diesen Vektorplus den Vektordas heißt wenn sie zusammenfassenBeistrich ??so machen damit das besser wird dann ?? ich sollte folgendes tunich sollte das mit plus schreiben Sie minus es gefährlichist ?? diesen Weg ausschreiben was man mit plus schreiben plus irgend ein Vektor plus drei vier schwamm sie vorne hinminusdiesen Vektor ist plus das Gegenteil also plus vierminus dreiich hoffe das dann die Schwierigkeitnicht so groß ist es Indiens erscheint diese Klammer auf ?? Klammer zu müssen ausgeklammert ?? rundendas ist die Klammer eines Sektors das hier ist eine ganz normale Klammerum zu sagen erst fünf bis sieben ausrechnendas es weitersirritieren wir das hier ist die Klammer vom Vektor ist gemeintden Vektor minus vier drei abziehen das heißt den Vektor vier minus drei addierendas heißt sie addieren zum Schluss siebenminus zwei tausend sieben ein seitige zum Schlussdas Werk mit den Zahlendas wäre das Ergebnis sicher die Matrix null minus eins eins nullPunkt deutliche Schwimmers Matrixmal den Originalvektorplus siebeneinsabgeschrieben mit sechs Zahlen statt wann wasacht Zahlensowie das zum Beispiel einer abgespeichertin den üblichenmit dem System und Genesis oder waswas auf dem Bildschirm passiert?? tatsächlich seine Matrix und zu einem VerschiebungsvektorTag sein??gute Idee sie schreiben mal die allgemeineFormel hin und lerne bitte nicht auswendig und schreiben keine Formelsammlungweil dessen wirklich nicht bringtwas ist die allgemeineFormel dann die dann entsteht ich möchte beschreibendie Drehungumden Winkelfiallgemeinum den PunktBesonderheitenwaren X ähmY ähm soll heißenwas ist die allgemeine Formel ein auskommt B zwei ist gleich wie sieht diese Matrix ausmal T eins plusklassische mal sehr weise platzt wie sie der VerschiebungsvektorSache noch mal diese Formel nicht auswendig lernen und nicht in eine Formelsammlung schreibendie Raucher nicht immer verstanden was man tutund wird auch ziemlich schlimm aus informeller schrammte man den zur Übungsieht's allgemein ausalso ich ziehe mein Mittelpunkt ab dann wenn ich die Drehungsmatrixan und dann hatte ich den Mittelpunkt wieder drauf das wäredie IdeeKomma dass man hinwiesanfängtBeistrich ich das mal gerade das soll dir mein Ergebnis werdenweiterhinzur Seiteerst verwies auf jeden Fall gehtich nehme die allgemeine Drehungsmatrixvon was für die auswendig Kosinus minus Sinus SinusKosinusam ?? soll das immer gleich sagen wo die herkommtdie Drehungsmatrixwenn ich an auf den zum Ursprung geschobenenOrtsvektorauf den Ortsvektor des Umsetzung Ursprung geschoben ist alsoeinem T einsminusX ähmY einenund dann schiebe ich zurück plus X ähmY N das ist nicht die Form dich haben will ob es auf jeden Fall richtig atomar zu Drehungsmatrixweil das geradeunklar warwas wird aus dem X Standard Basisvektordas steht in der ersten Spalte man sich das vorstellen X Ysie drehen diesen Vektor um den Winkel FiX ist dannder Kosinusund Yist der Sinus nicht an der steht da kommt die erste Spalte zustandewas wird aus dem Y Standard Basisvektor den zwei Standard Basisvektor das steht in der zweiten Spalte was wird aus den den drehen sie um den Winkelfiokay dann sehen sie nach Y das haut hin das etwas mit dem Kosinus werdenaber X wird minus das falsche Richtung X wird minus Sinus werdenohne Formelsammlungirgendwann weiß man sowieso auswendigso muss es aussehen dass es die allgemeine Drehungsmatrixinzwei Dimensionenamguten ?? noch zusammenfassenaußerdem fürchterlichdie Drehungsmatrixmal T einsminus Sinus vier SinusKosinusschwingungenmal T einsminusdie DrehungsmatrixMalik Sam YähmnieIndustrieKosinus Phimal X ähmY ähm plus den erwähntenplusX ähm Y vor sich das Minus bezieht sich jetzt hier nur auf den Teildes man das enge zusammenfassen?? vorne die Drehungsmatrix bleibt wie sie da ist und diese beiden Vektoren ganz hinten reinquetschenmithalten bisschen ekligDrehungsmatrixmalden Mittelpunktminusund dann noch addierenden Mittelpunkt??das ist aber keine diese Formel auswendig lerntwozuwenn sie wissen was sie tun könnenSie das direkt so hinschreibenwir fortbesteht steht in der Reifenthematiksie dakommen tatsächlich noch zusammenfassendas spannende Geschichte können wir hintendie hinten können wir den Vektor X Y im ausklammerndas es meine schöne Übungähm selbst dann ähm kann ich ja ausklammernsteht Lama liegt am liebsten ermutigte EinheitsmatrixmalX ähm Y MR sicherlich dann von der Einheitsmatrixeins einsnull null Körperlichund da muss ich abziehen minus KosinusPhiunten habe ichminus Sinus Fi hier oben habe ich den Sinusviehund hierhabe ich dann wieder nur groß ??ein zwingendes Kosinus das könnte man tatsächlich bringenetwas freundlicher ausalso die Drehungsmatrixmal den ursprünglichen Ortsvektor und jetzt hier eine total komische Matrixmal den Mittelpunkt Vektorgeäußert und somit Punkt soll ich seinZimmer klarmachen Komma wie das zusammengefassteSehen steht die EinheitsmatrixmalX am liebsten ähm stammt von der Einheitsmatrixund auf die Einheitsmatrixnicht von der einer Thematik subtrahieren Sie diese Matrixsteht links oben also eins minus Kosinusund so weiterkönnte man machen