如何找到两架超平面相交的平面?

时间:2012-04-29 01:52:38

标签: linear-algebra intersection plane

在找到两个平面相交的直线的情况下,需要取两个平面法线的叉积。这个交叉产品只是采用矩阵的决定因素:

i  j  k
x1 y1 z1
x2 y2 z2

其中(x,y,z)是每个平面的法向量。结果是平行于交叉线的矢量。从那里你需要找到一个位于两个平面上的点。这两个部分组合在一起为您提供了一个完全定义的线。

如何将其扩展到在飞机上相交的超平面?我想我需要采用类似矩阵的行列式,但我想到的矩阵是:

h  i  j  k
w1 x1 y1 z1
w2 x2 y2 z2

不是方阵。另外,我不知道如何找到两个超平面上的点。

有人可以向我解释如何找到超平面的交叉平面吗?

谢谢你的时间!

3 个答案:

答案 0 :(得分:4)

您不必为此计算行列式,只需执行简单的变量替换即可获得交叉平面。例如,如果你有两个超平面:

3x + 4y + 2z - 7w = 10
2x - 3y + 2z + 1w = 2

然后您可以隔离w(或任何其他变量):

w = 2 - 2x + 3y - 2z

并在第一个等式中替换它:

3x + 4y + 2z - 7(2 - 2x + 3y - 2z) = 10

结果是:

17x - 17y + 16z - 14 = 10

现在你有了你的交叉路面。只是简单的数学。

完整的4D平面表示基于两个方程式,首先您找到解决(x, y, z)的{​​{1}}值,然后使用17x - 17y + 16z - 14 = 10计算w

答案 1 :(得分:1)

使用简单变量替换的答案是不正确的。 3x + 4y + 2z - 7(2 - 2x + 3y - 2z)= 10本身是四维空间中的三维超平面,并不代表四维空间中两个给定三维超平面的交点。等式具有较小变量的事实不会降低对象的维度。

类比:y = 7仍然是2d中的一维线,就像y = x + 7一样。并且z + y = 5仍然是3d中的2d平面,就像x + y + z = 5一样。

变量替换在3D中不起作用,我们按照概述进行交叉产品,并且在4D中不起作用。它需要2个方程来表示4D中的2D对象(两个3D超平面的交点是2D对象。)对于类比,请告诉我在2D中映射为点的单个“方程”。 y = 5x + 2是一条线,y = x是一条线,x = 6是一条线,y = 0是一条线。如果我们在4D中,即使简单的等式y = 1也是3D超平面。移除变量不是获得2D中的0D点,3D中的1D线或4D中的2D 2D交叉的方程的方法。所有这些都需要两个同时真实的方程来定义它们。不能只是替换变量。

答案 2 :(得分:1)

您需要设置与超平面相对应的矩阵系统(Ax = b),然后查看解决方案的等级。这将告诉它是否有解决方案,如果是,它是否是一个点/线/平面/等。

我有一个问题:“R ^ 4中是否存在n个3-dim超高层,使得它们之间的交点是一个平面,对于所有正整数n”

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