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$\开始组$

所以我有兴趣了解立体角三角学是如何工作的。具体来说,在三维空间中,如果有三个向量从原点伸出,当我们将向量的尖端连接在一起时,我们应该得到一个四面体。这个想法是,既然四面体在某种意义上是三角形的三维模拟,那么在这种情况下,我们有没有办法使用三角形的三维模拟?也许我们可以定义四面体侧面的面积比,或者作为长度的函数,作为三个矢量之间立体角的函数?

在谷歌上搜索时,我没有得到太多的见解(我得到的只是立体角的定义之类的东西)。也许这是因为这个概念有一个我不知道的合适术语?如果有人能告诉我这个概念的确切名称,或者更好,如果有人能够为我提供有关这个主题的重要文献的链接,我将不胜感激。谢谢!

$\端组$
  • 2
    $\开始组$ 为什么会投反对票? $\端组$
    – 用户65203
    2018年1月29日8:42
  • $\开始组$ 我认为只有tan函数可以推广,因为球面三角形体积中的假设面是什么?目的是表明垂直面的比率只取决于立体角,我真的不太确定。问题是有几个垂直的平面,所以可能应该选择相交长度最小的平面? $\端组$ 2021年12月2日7:14
  • $\开始组$ 也许我们必须使用球面四边形来制作立体角几何图形,我会考虑一下。 $\端组$ 2021年12月2日7:42

3个答案

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$\开始组$

那里四面体的三角(与球面三角其他人提到),尽管它不涉及立体角。它以一种相关的方式增强了维度地区二面角。我将此字段称为“六面体”,并在数学中引用了一些关键结果。SE不时。例如,我讨论余弦定律在这里为了完整起见,我将在此处包括它们:

给定一个四面体$OABC$,其区域$W$、$X$、$Y$、$Z$的面分别与顶点$O$、$a$、$B$、$C$相对,并且$\angle PQ$表示沿边$\overline{PQ}$的二面角,我们得到

余弦第一定律

$$W^2=X^2+Y^2+Z^2-2 Y Z\cos\angle OA-2 Z X\cos\角度OB-2 X Y\cos\角度OC$$

特别是,对于斜边面为$W$的“右角”四面体,我们有一个勾股定理,也就是德瓜定理:$$W^2=X^2+Y^2+Z^2$$

余弦第二定律$$\开始{eqnarray*}W^2+X^2-2 W X\cos\角度BC&=H^2=&Y^2+Z^2-2Y Z\cos\a角度OA\\W^2+Y^2-2 WY\cos\angle CA&=J^2=&Z^2+X^2-2Z X\cos\ angle OB\\W^2+Z^2-2 W Z\cos\angle AB&=K^2=&X^2+Y^2-2X Y\cos\ angle OC\结束{eqnarray*}$$

这里,$H$、$J$、$K$是(我称之为)四面体的“伪面”。它们和四面体在平行于相反边的平面上的投影有关。在任何情况下,将这些法律结合起来会产生这样一个整洁的结果:

平方和恒等式$$W^2+X^2+Y^2+Z^2=H^2+J^2+K^2$$

注意,三角形是由三个边长决定的,而四面体——允许六个自由度——是由其四个面面积决定。这三个伪面填补了这个空白(平方和恒等式可以防止它们过度填充!),所以“六面体学”是关于如何用面和伪面面积来表示四面体的所有度量属性。

你可以在上阅读更多有关此内容的信息我的Hedronmetry页面(迫切需要进行风格改革)。最近的条目涉及的是双曲线的空间,所以你可能想回到欧几里得的时间。我打算有一天把这些信息汇编成一份统一的文件。

$\端组$
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    $\开始组$ 伟大的!非常感谢您的帮助:) $\端组$
    – 一帆提
    2018年1月29日9:37
  • $\开始组$ 这真的很有趣!请继续阅读Hedronmetric页面 $\端组$ 2018年10月24日16:41
$\开始组$

有趣的是,你添加了球面三角法标签,这正是你想要的。

平面三角的推广,将角度放在单位圆上,将立体角放在单位球面上。就像平面角是通过沿圆的弧长来测量的一样,立体角是通过球体上的面积来测量的。

球面三角的核心致力于球面三角形的分辨率(由在原点和球面的一部分相交的三个平面分隔)。这些三角形的边也是(平面)角。

参考维基百科关于球面三角的条目https://en.wikipedia.org/wiki/Spherical_trigonometry(英文).

在此处输入图像描述

$\端组$
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  • 1
    $\开始组$ 有趣。你能解释一下这与四面体侧面的面积有什么关系吗?据我所知,球面几何只处理球面上的实体,与四面体的面积/长度无关?特别是因为没有规定向量必须等长,这似乎是球面几何中的情况。谢谢你的帮助! $\端组$
    – 一帆提
    2018年1月29日8:52
  • $\开始组$ @用户496634:解释四面体是如何用球面三角法求解的,这不符合我的回答范围。让我们明白,球面三角法处理3D中相交平面/线之间的角度,就像普通三角法处理2D中的平面角一样。 $\端组$
    – 用户65203
    2018年1月29日8:56
  • $\开始组$ 我能至少确认一下可以做到吗? $\端组$
    – 一帆提
    2018年1月29日9:05
  • $\开始组$ @user496634:是的,如果您提供足够的数据使解决方案独一无二,那么它可以。 $\端组$
    – 用户65203
    2018年1月29日9:06
  • 1
    $\开始组$ 你能告诉我如何搜索它吗?特别是,如何找到四面体两侧面积的比值?也许有链接?非常感谢您的耐心! $\端组$
    – 一帆提
    2018年1月29日9:09
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$\开始组$

它被称为球面三角。

$\端组$

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