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曲面的法向量怎么求 曲面參數(shù)方程求法向量

2020-09-08 天奇生活 【 字體:

曲面由方程F(x,y,z)=0決定,相應(yīng)的某一點(diǎn)M的法向量你只需要對(duì)應(yīng)的求偏導(dǎo)數(shù)就可以了。至于法向量的角度這個(gè)教材上有寫明的,就是對(duì)F分別求出x,y,z的偏導(dǎo)數(shù)之后,F(xiàn)x‘,F(xiàn)y’,F(xiàn)z‘,利用各自的分量除以對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度就可以了。

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曲面方程F(x,y,z)=0的一個(gè)法向量可以為n={?F/?x,?F/?y,?F/?z},特別的,若曲面方程能表示成F(x,y,z)=z-z(x,y)=0,那么法向量可以為n=±{?z/?x,?z/?y,1},+表示法向量向上,-表示法向量向下。

法向量,是空間解析幾何的一個(gè)概念,垂直于平面的直線所表示的向量為該平面的法向量。法向量適用于解析幾何。由于空間內(nèi)有無數(shù)個(gè)直線垂直于已知平面,因此一個(gè)平面都存在無數(shù)個(gè)法向量(包括兩個(gè)單位法向量)。

三維平面的法線是垂直于該平面的三維向量。曲面在某點(diǎn)P處的法線為垂直于該點(diǎn)切平面(tangentplane)的向量。法線是與多邊形(polygon)的曲面垂直的理論線,一個(gè)平面(plane)存在無限個(gè)法向量(normalvector)。在電腦圖學(xué)(computergraphics)的領(lǐng)域里,法線決定著曲面與光源(lightsource)的濃淡處理(FlatShading),對(duì)于每個(gè)點(diǎn)光源位置,其亮度取決于曲面法線的方向。

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曲面法線的法向不具有唯一性(uniqueness),在相反方向的法線也是曲面法線。曲面在三維的邊界(topologicalboundary)內(nèi)可以分區(qū)出inward-pointingnormal與outer-pointingnormal,有助于定義出法線唯一方法(uniqueway)。定向曲面的法線通常按照右手定則來確定。

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