計算の省略部分 | 作成: 2007-11-05 更新: 2007-11-09 |
P は,つぎの条件で定まる:
・ = 0 そしてこの条件より:
= ・ ー k ||2 = ・ ー k よって, k = ・ = qx ax + qy ay + qz az || = r に対し:
B は,つぎの条件で定まる:
|| = || ・ = || || cos θ = r2 cos θ × = t ( t > 0 ) そしてこの条件より:
= ・ ー k||2 = ・ ー k よって, k = ・ = qx bx + qy by + qz bz ・ = || || cos θ = r2 cos θ では,
= ( ー k ) ・( ー k ) = ・ ー k ・ ー k ・ + k2 ・ = ax bx + ay by + az bz ー k2 ー k2 + k2 = ax bx + ay by + az bz ー k2 = ax bx + ay by + az bz ー ( ax2 + ay2 + az2 ー r2 ) よって, ax bx + ay by + az bz = ax2 + ay2 + az2 ー r2 + r2 cos θ × = ( ー ) × ( ー ) = ( ー k ) × ( ー k ) = × ー k × ー k × + k2 × = (ay bz ー az by, az bx ー ax bz, ax by ー ay bx) ー k (qy bz ー qz by, qz bx ー qx bz, qx by ー qy bx) ー k (ay qz ー az qy, az qx ー ax qz, ax qy ー ay qx) = (ay bz ー az by ー k qy bz + k qz by ー k ay qz + k az qy, az bx ー ax bz ー k qz bx + k qx bz ー k az qx + k ax qz, ax by ー ay bx ー k qx by + k qy bx ー k ax qy + k ay qx) = ( (ay ー k qy) bz ー (az ー k qz) by ー k ay qz + k az qy, (az ー k qz) bx ー (ax ー k qx) bz ー k qx az + k qz, ax (ax ー k qx) by ー (ay ー k qy) bx ー k qy ax + k qx) ay t = | × | = || || sin θ = r2 sin θ よって, × = t は,つぎのようになる: (ay ー k qy) bz ー (az ー k qz) by = k qz ay ー k qy az + r2 qx sin θ (az ー k qz) bx ー (ax ー k qx) bz = k qx az ー k qz ax + r2 qy sin θ (ax ー k qx) by ー (ay ー k qy) bx = k qy ax ー k qx ay + r2 qz sin θ 以上をまとめて:
(2), (4), (5) より,bx が得られる:
ax bx + ay ((ay ー k qy) bx + k qy ax ー k qx ay + r2 qz sin θ) / (ax ー k qx) + az ((az ー k qz) bx ー k qx az + k qz ax ー r2 qy sin θ) / (ax ー k qx) = ax2 + ay2 + az2 ー r2 + r2 cos θ ( ax (ax ー k qx) + ay (ay ー k qy) + az (az ー k qz) ) bx + ay ( k qy ax ー k qx ay + r2 qz sin θ) + az ( ー k qx az + k qz ax ー r2 qy sin θ) = (ax ー k qx) ( ax2 + ay2 + az2 ー r2 + r2 cos θ) ( ax2 ー k qx ax + ay2 ー k qy ay + az2 ー k qz az ) bx = ー ( k qy ax ay ー k qx ay2 + r2 qz ay sin θ ) ー ( ー k qx az2 + k qz az ax ー r2 qy az sin θ ) + ( ax ax2 + ax ay2 + ax az2 ー r2 ax + r2 ax cos θ ) ー k ( qx ax2 + qx ay2 + qx az2 ー r2 qx + r2 qx cos θ ) 左辺 = ( ax2 + ay2 + az2 ー k ( qx ax + qy ay + qz) az ) bx = ( ax2 + ay2 + az2 ー k2 ) bx = r2 bx 右辺 = ー ( k qy ax ay ー k qx ay2 + qz r2 ay sin θ ) ー ( ー k qx az2 + k qz az ax ー r2 qy az sin θ ) + ( ax ax2 + ax ay2 + ax az2 ー r2 ax + r2 ax cos θ ) ー k ( qx ax2 + qx ay2 + qx az2 ー r2 qx + r2 qx cos θ ) = ー k qy ax ay + k qx ay2 ー r2 qz ay sin θ + k qx az2 ー k qz az ax + r2 qy az sin θ + ax ax2 + ax ay2 + ax az2 ー r2 ax + r2 ax cos θ ー k qx ax2 ー k qx ay2 ー k qx az2 + k r2 qx ー k r2 qx cos θ = + ax ax2 + ax ay2 + ax az2 ー k qx ax2 ー k qy ax ay ー k qz az ax ー r2 ax ー r2 qz ay sin θ + r2 qy az sin θ + r2 ax cos θ + k r2 qx ー k r2 qx cos θ + k qx ay2 ー k qx ay2 + k qx az2 ー k qx az2 = ( ax2 + ay2 + az2 ー k ( qx ax + qy ay + qz az ) ) ax ー r2 ax + r2 ( ー qz ay sin θ + qy az sin θ + ax cos θ + k qx ー k qx cos θ ) よって,
同様にして,(2), (3), (5) から by, (2), (3), (4) から bzが,それぞれ得られる:
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