Laat vec (x) een vector zijn, zodanig dat vec (x) = (-1, 1), "en laat" R (θ) = [(costheta, -sintheta), (sintheta, costheta)], dat is rotatie operator. Voor theta = 3 / 4pi zoek vec (y) = R (theta) vec (x)? Maak een schets met x, y en θ?

Laat vec (x) een vector zijn, zodanig dat vec (x) = (-1, 1), "en laat" R (θ) = [(costheta, -sintheta), (sintheta, costheta)], dat is rotatie operator. Voor theta = 3 / 4pi zoek vec (y) = R (theta) vec (x)? Maak een schets met x, y en θ?
Anonim

Dit blijkt een rotatie tegen de klok in te zijn. Kun je raden door hoeveel graden?

Laat #T: RR ^ 2 | -> RR ^ 2 # een lineaire transformatie zijn, waar

#T (vecx) = R (theta) vecx, #

#R (theta) = (costheta, -sintheta), (sintheta, costheta), #

#vecx = << -1,1 >>. #

Merk op dat deze transformatie werd gerepresenteerd als de transformatiematrix #R (theta) #.

Wat het betekent is sindsdien # R # is de rotatiematrix die de rotatietransformatie vertegenwoordigt, we kunnen vermenigvuldigen # R # door # Vecx # om deze transformatie te volbrengen.

# (costheta, -sintheta), (sintheta, costheta) xx << -1,1 >> #

Voor een # MxxK # en # KxxN # matrix, het resultaat is een #color (groen) (MxxN) # matrix, waar # M # is de rij dimensie en # N # is de kolom dimensie. Dat is:

# (y_ (11), y_ (12), …, y_ (1n)), (y_ (21), y_ (22), …, y_ (2n)), (vdots, vdots, ddots, vdots), (y_ (m1), y_ (m2), …, y_ (mn)) #

# = (R_ (11), R_ (12), …, R_ (1k)), (R_ (21), R_ (22), …, R_ (2k)), (vdots, vdots, ddots, vdots), (R_ (m1), R_ (m2), …, R_ (mk)) xx (x_ (11), x_ (12), …, x_ (1n)), (x_ (21), x_ (22), …, x_ (2n)), (vdots, vdots, ddots, vdots), (x_ (k1), x_ (k2), …, x_ (kn)) #

Daarom, voor een # 2xx2 # matrix vermenigvuldigd met a # 1xx2 #, we moeten de vector transponeren om een te krijgen # 2xx1 # kolomvector, geeft ons een antwoord dat is a # Mathbf (2xx1) # kolom vector.

Door deze twee te vermenigvuldigen, krijg je:

# (Costheta, -sintheta), (sintheta, costheta) xx (- 1), (1) #

# = (-costheta - sintheta), (- sintheta + costheta) #

Vervolgens kunnen we aansluiten #theta = (3pi) / 4 # (waarvan ik aanneem de juiste hoek is) om te krijgen:

#color (blauw) (T (vecx) = R (theta) vecx) #

# = R (theta) (- 1), (1) #

# = (-cos ((3pi) / 4) - sin ((3pi) / 4)), (- sin ((3pi) / 4) + cos ((3pi) / 4)) #

# = (-cos135 ^ @ - sin135 ^ @), (- sin135 ^ @ + cos135 ^ @) #

# = (- (- sqrt2 / 2) - sqrt2 / 2), (- sqrt2 / 2 + (-sqrt2 / 2)) #

# = kleur (blauw) ((0), (- sqrt2)) #

Laten we nu een grafiek maken om te zien hoe dit eruit ziet. Ik kan zeggen dat het een is tegen de klok in, na het bepalen van de getransformeerde vector.

Inderdaad, een rotatie tegen de klok in door #135^@#.

UITDAGING: Misschien kun je overwegen wat er gebeurt als de matrix is # (costheta, sintheta), (- sintheta, costheta) # in plaats daarvan. Denk je dat het met de klok mee gaat?