2

Задача: захотелось найти способ проверки двух трехмерных вектора на коллинеарность требующий меньше вычислений чем проверка через векторное произведение векторов.

Как я пытался решить задачу: я рассуждал следующим образом - если два вектора A и B коллинеарны, то они линейно зависимы. Это значит, что умножив вектор A на некоторое число Q я получу вектор B. В координатной форме это выглядит так - A = (Bx*Q, By*Q, Bz*Q). Отсюда получаем пропорцию - Ax/Bx = Ay/By = Az/Bz. Переносим все в одну сторону и получаем Ax/Bx - Ay/By - Az/Bz = 0. Деление - это плохо, т.к. может возникнуть деление на ноль, поэтому избавимся от него умножив обе части равенства на Bx*By*Bz. Получим итоговую формулу - Ax*By*Bz - Ay*Bx*Bz - Az*Bx*By = 0.

В чем проблема: не работает) например для случая A(100, 0, 100) и B(0, 100, 0). Пожалуйста, скажите - где я допустил ошибку и в чем она заключается.

1
  • 2
    Вы по сути говорите, что из 2 - 1 - 1 == 0 следует, что 2 == 1 == 1... Из того, что из А следует Б, не следует, что из Б следует А :)
    – Harry
    Commented 5 июн. 2019 в 6:21

1 ответ 1

2

Для тройного равенства нельзя всё переносить в одну сторону, нужно рассматривать два отдельных равенства, иначе, как в приведённом примере, ненулевые разности могут взаимоуничтожаться

Ax/Bx = Ay/By = Az/Bz

if (Ax*By == Ay*Bx) && (Ay*Bz == Az*By)
   коллинеарны
(Ax/Bx с Az/Bz уже можно не сравнивать, т.к. два равенства 
 подразумевают третье (транзитивность))

Фактически в этом способе вычисляются два из трёх компонентов векторного произведения.

P.S. См. замечание @sercxj в комментариях.

5
  • Спасибо, @MBo. Могли бы вы сказать - как из тройного равенства получить двойное.
    – Bakuard
    Commented 5 июн. 2019 в 6:13
  • @MBo Предположим Ay = By = 0. Очевидно, это условие недостаточно, чтобы считать трёхмерные векторы коллинеарными, однако первый вариант вашей проверки будет утверждать, что они коллинеарны.
    – sercxjo
    Commented 17 сент. 2019 в 9:23
  • @sercxj Да, есть такой неприятный момент - видимо, приведёт к необходимости ещё одного сравнения.
    – MBo
    Commented 17 сент. 2019 в 9:29
  • @MBo Второй способ так же недостаточен. Рассмотрим векторы A(0, 0, 1) и B(2, 1, 0). По вашему алгоритму PerpB = (-1, 2, 0). Его скалярное произведение с A равно нулю, однако A и B не коллинеарны.
    – sercxjo
    Commented 17 сент. 2019 в 9:41
  • @sercxjo Мда, перенос двумерных привычек на 3D не всегда приводит к верным выводам... Здесь я пошёл от коллинеарности, получив необходимое условие, но не достаточное.
    – MBo
    Commented 17 сент. 2019 в 9:50

Ваш ответ

Нажимая «Отправить ответ», вы соглашаетесь с условиями пользования и подтверждаете, что прочитали политику конфиденциальности.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.