推导点到直线(平面)的距离公式

本文利用了点和直线、平面的齐次坐标表示方法,来推导2维点到直线距离,3维点到平面距离的公式。用齐次坐标表示方法推导比较简洁。

2维点到直线

令2维点: A ( x 0 , y 0 , 1 ) (x_0,y_0, 1) (x0,y0,1), 2维直线方程: a x + b y + c = 0 ax+by+c=0 ax+by+c=0

2维直线 ( a , b , c ) (a,b,c) (a,b,c)中 a 2 + b 2 = 1 a^2+b^2=1 a2+b2=1

直线上的任意点: B ( x ′ , y ′ , 1 ) (x',y', 1) (x′,y′,1)

那么向量 A B → \overrightarrow{AB} AB 与直线法向量 ( a , b ) (a,b) (a,b)的点积就是A到直线的距离
d = ∣ ( x 0 − x ′ ) ∗ a + ( y 0 − y ′ ) ∗ b ∣ = ∣ x 0 ∗ a + y 0 ∗ b + c ∣ d=|(x_0-x')*a+(y_0-y')*b| =|x_0*a+y_0*b+c| d=∣(x0−x′)∗a+(y0−y′)∗b∣=∣x0∗a+y0∗b+c∣

3维点到平面

推导跟2维一样,A ( x 0 , y 0 , z 0 , 1 ) (x_0,y_0,z_0,1) (x0,y0,z0,1), 3维平面 a x + b y + c z + d = 0 ax+by+cz+d=0 ax+by+cz+d=0
a 2 + b 2 + c 2 = 1 a^2+b^2+c^2=1 a2+b2+c2=1

B ( x ′ , y ′ , z ′ , 1 ) (x',y',z',1) (x′,y′,z′,1)
d = ∣ ( x 0 − x ′ ) ∗ a + ( y 0 − y ′ ) ∗ b + ( z 0 − z ′ ) ∗ c ∣ = ∣ x 0 ∗ a + y 0 ∗ b + z 0 ∗ c + d ∣ d=|(x_0-x')*a+(y_0-y')*b+(z_0-z')*c| =|x_0*a+y_0*b+z_0*c+d| d=∣(x0−x′)∗a+(y0−y′)∗b+(z0−z′)∗c∣=∣x0∗a+y0∗b+z0∗c+d∣

相关推荐
workflower10 小时前
设备单元级(L1)实施路径
人工智能·线性代数·矩阵·机器人·开源
AI科技星1 天前
基于超复数广义分形流形的电磁耦合与缪子反常磁矩几何理论
开发语言·平面·重构·概率论·量子计算·乖乖数学·全域数学
学究天人1 天前
数学星球:等价性(第5-8章)
线性代数·数学建模·概率论·图论·抽象代数
weixin_455472572 天前
毛滚平衡机
平面
Hali_Botebie2 天前
Normalizing flows和经典的 Planar Flow(平面流) 为例
平面
weixin_455472572 天前
高速电机平衡机
平面
AI科技星2 天前
精细结构常数 α 全套自洽公式体系(论文定稿版)
开发语言·平面·重构·概率论·量子计算
m0_547486662 天前
上海理工大学《线性代数B》期末试卷及答案2017-2023年(10份)PDF
线性代数
棒球1号位2 天前
《棒球1号位矩阵联盟:江西青少年棒球基地建设的破局之道》
线性代数·矩阵
AI科技星2 天前
超复数全域分形四维/八维超立方体框架下四种基本相互作用的维度正交性与特征作用距离解析推导
开发语言·平面·重构·概率论·量子计算