三维坐标系中两点式求直线方程的详细解释

Posted 2023-04-27

空间直角坐标系中平面方程为Ax+By+Cz+D=0空间直线的一般方程：两个平面方程联立,表示一条直线（交线）空间直角坐标系中平面方程为Ax+By+Cz+D=0直线方程就是：A1x+B1y+C1z+D1=0,A2x+B2y+C2z+D2=0,联立（联立的结果可以表示为行列式）空间直线的标准式：（类似于平面坐标系中的点斜式）(x-x0)/a＝(y-y0)/b＝(z-z0)/c其中(a,b,c)为方向向量空间直线的两点式：（类似于平面坐标系中的两点式）(x-x1)/(x-x2)＝(y-y1)/(y-y2)＝(z-z1)/(z-z2)

拓展资料：

在AutoCAD中提供了下列三种三维坐标形式：

1， 三维笛卡尔坐标

三维笛卡尔坐标（X，Y，Z）与二维笛卡尔坐标（X，Y）相似，即在X和Y值基础上增加Z值。同样还可以使用基于当前坐标系原点的绝对坐标值或基于上个输入点的相对坐标值。

2， 圆柱坐标

圆柱坐标与二维极坐标类似，但增加了从所要确定的点到XY平面的距离值。即三维点的圆柱坐标可通过该点与UCS原点连线在XY平面上的投影长度，该投影与X轴夹角、以及该点垂直于XY平面的Z值来确定。例如，坐标“10<60，20”表示某点与原点的连线在XY平面上的投影长度为10个单位，其投影与X轴的夹角为60度，在Z轴上的投影点的Z值为20。

圆柱坐标也有相对的坐标形式，如相对圆柱坐标“@ 10<45 ，30”表示某点与上个输入点连线在XY平面上的投影长为10个单位，该投影与X轴正方向的夹角为45度且Z轴的距离为30个单位。

3， 球面坐标

球面坐标也类似与二维极坐标。在确定某点时，应分别指定该点与当前坐标系原点的距离，二者连线在XY平面上的投影与X轴的角度，以及二者连线与XY平面的角度。例如，坐标“10<45<60”表示一个点，它与当前UCS原点的距离为10个单位，在XY平面的投影与X轴的夹角为45度，该点与XY平面的夹角为60度。

同样，圆柱坐标的相对形式表明了某点与上个输入点的距离，二者连线在XY平面上的投影与X轴的角度，以及二者连线与XY平面的角度。

注：

1， 在平面直角坐标系中，分别取与x轴、y轴方向相同的两个单位向量i，j作为一组基底。a为平面直角坐标系内的任意向量，以坐标原点O为起点作向量OP=a。由平面向量基本定理知，有且只有一对实数（x，y），使得 a=向量OP=xi+yj，因此把实数对（x，y）叫做向量a的坐标，记作a=（x，y）。这就是向量a的坐标表示。其中（x，y）就是点P的坐标。向量OP称为点P的位置向量。

2，  在立体三维坐标系中,分别取与x轴、y轴,z轴方向相同的3个单位向量i，j, k作为一组基底。若a为该坐标系内的任意向量，以坐标原点O为起点作向量OP=a。由空间基本定理知，有且只有一组实数（x，y, z）向量的坐标表示，使得 a=向量OP=xi+yj+zk，因此把实数对（x，y, z）叫做向量a的坐标，记作a=（x，y, z）。这就是向量a的坐标表示。其中（x，y, z）,也就是点P的坐标。向量OP称为点P的位置向量。

参考资料：

百度百科  三维坐标系

参考技术A

分析如下：

1、空间直线的两点式：（类似于平面坐标系中的两点式） (x-x1)/(x2-x1)＝(y-y1)/(y2-y1)＝(z-z1)/(z2-z1)代入可得

2、圆柱坐标（ρ，θ，z）是. 圆柱坐标系上的点的表达式。设P（x，y，z）为空间内一点，则点P也可用这样三个有次序的数ρ，θ，z来确定，其中ρ为点P在xoy平面的投影M与原点的距离，θ为 有向线段PO在xoy平面的投影MO与x轴正向所夹的角。 圆柱坐标系和三维 笛卡尔坐标系的点的坐标的对应关系是，x=ρcosθ，y=ρsinθ，z=z。

拓展资料

右手定则

1.右手定则

在三维坐标系中，Z轴的正轴方向是根据右手定则确定的。右手定则也决定三维空间中任一坐标轴的正旋转方向。

要标注X、Y和Z轴的正轴方向，就将右手背对着屏幕放置，拇指即指向X轴的正方向。伸出食指和中指，如右图所示，食指指向Y轴的正方向，中指所指示的方向即是Z轴的正方向。

要确定轴的正旋转方向，如右图所示，用右手的大拇指指向轴的正方向，弯曲手指。那么手指所指示的方向即是轴的正旋转方向。

参考资料来源：百度百科：三维坐标系

参考技术B

空间直线的两点式：
（类似于平面坐标系中的两点式）
(x-x1)/(x2-x1)＝(y-y1)/(y2-y1)＝(z-z1)/(z2-z1)

代入可得

拓展资料

维坐标，是指通过相互独立的三个变量构成的具有一定意义的点。它表示空间的点，在不同的 三维坐标系下，具有不同的表达形式。

三维笛卡尔坐标（X，Y，Z）是在三维 笛卡尔坐标系下的点的表达式，其中，x，y，z分别是拥有共同的零点且彼此相互正交的x轴，y轴，z轴的坐标值。

圆柱坐标（ρ，θ，z）是. 圆柱坐标系上的点的表达式。设P（x，y，z）为空间内一点，则点P也可用这样三个有次序的数ρ，θ，z来确定，其中ρ为点P在xoy平面的投影M与原点的距离，θ为 有向线段PO在xoy平面的投影MO与x轴正向所夹的角。 圆柱坐标系和三维 笛卡尔坐标系的点的坐标的对应关系是，x=ρcosθ，y=ρsinθ，z=z。

球面坐标 也叫 球坐标，是一种三维坐标。球面坐标由到原点的距离、方位角、仰角三个变量构成。

设P（x，y，z）为空间内一点，则点P也可用这样三个有次序的数r，φ，θ来确定，其中r为原点O与点P间的距离，θ为 有向线段与z轴正向所夹的角，φ为从正z轴来看自x轴按逆时针方向转到有向线段的角，这里M为点P在xOy面上的投影。这样的三个数r，φ，θ叫做点P的 球面坐标，这里r，φ，θ的变化范围为 r∈[0,+∞), φ∈[0, 2π], θ∈[0, π] . r = 常数，即以原点为心的球面； θ= 常数，即以原点为顶点、z轴为轴的 圆锥面； φ= 常数，即过z轴的 半平面。 其中 x=rsinθcosφ y=rsinθsinφ z=rcosθ

参考技术C

空间直线的两点式：

（类似于平面坐标系中的两点式）

(x-x1)/(x2-x1)＝(y-y1)/(y2-y1)＝(z-z1)/(z2-z1)

代入可得。

空间直角坐标系中平面方程为Ax+By+Cz+D=0空间直线的一般方程：两个平面方程联立,表示一条直线（交线）空间直角坐标系中平面方程为Ax+By+Cz+D=0直线方程就是

A1x+B1y+C1z+D1=0,A2x+B2y+C2z+D2=0,联立（联立的结果可以表示为行列式）空间直线的标准式：（类似于平面坐标系中的点斜式）(x-x0)/a＝(y-y0)/b＝(z-z0)/c

其中(a,b,c)为方向向量空间直线的两点式：（类似于平面坐标系中的两点式）(x-x1)/(x-x2)＝(y-y1)/(y-y2)＝(z-z1)/(z-z2)

扩展资料：

空间直线的方向用一个与该直线平行的非零向量来表示，该向量称为这条直线的一个方向向量。直线在空间中的位置， 由它经过的空间一点及它的一个方向向量完全确定。在欧几里得几何学中，直线只是一个直观的几何对象。在建立欧几里得几何学的公理体系时，直线与点、平面等都是不加定义的，它们之间的关系则由所给公理刻画。

参考资料来源：百度百科-直线方程

参考技术D

简单分析一下，答案如图所示

由两点坐标如何画出直线 matlab

由两点坐标如何画出直线  方法1：利用直线方程 斜率加截距

　　　　　　　　　　　　方法2：数据拟合

 

 1 %由两点坐标得数据拟合直线与画线 
 2 x = [1,2];
 3 y = [5,8];
 4 k = ((8-2)/(5-1));% 由两点坐标得到直线斜率
 5 line = k*x+0.5;% 直线方程
 6 
 7 xy = 1:10;% 定义画线的 x 长度
 8 line1 = k*xy+0.5;
 9 figure(1),plot(xy,line1);
10 
11 % 
12 %
13 
14 x1=[1,2];
15 x2=[5,8];
16 X=[x1(1),x2(1)];% 两点坐标的x值
17 Y=[x1(2),x2(2)];% 两点坐标得y值
18 p=polyfit(X,Y,1);%多项式拟合，后面的1表示一阶多项式，即直线
19 %函数返回的p是对应多项式按次数下降的系数，一阶显然有2个系数
20 x=1:10;
21 y=polyval(p,x)%通过p求对应x的y值
22 figure(2),plot(x,y)

数据拟合部分的y值为：

 

直线画图的结果：

直线方程方法：

数据拟合方法如下：