原始问题:
推导Rodrigues公式:矢量Q绕K旋转θ得Q'
首先,我们需要明确题目中的符号和公式:
- 矢量Q:表示一个三维向量
- 矢量K:表示另一个三维向量
- 矢量R:表示旋转矩阵,这里我们假设它是一个标量
- 矢量X:表示一个与矢量K垂直的单位向量
- 矢量Q'和矢量Q:分别表示旋转后的矢量和原始矢量
- $\cos(\theta)$和$\sin(\theta)$:分别表示余弦和正弦函数,$\theta$表示旋转角度
根据题目要求,我们需要推导Rodriques公式:$Q'=Q\cos0\sin0(KXQ (1-\cos0)(K.Q)K$。
首先,我们可以将Rodriques公式重写为:
$Q'=Q\times \cos0\times \sin0\times [KX(Q\times (1-\cos0))K]$
接下来,我们可以利用向量的内积、外积和叉积进行计算:
$Q'=Q\times \cos0\times \sin0\times [KX(Q\times (1-\cos0))\times K]$
$= Q\times \cos0\times \sin0\times [KX(Q-Q\times \cos0)\times K]$
$= Q\times \cos0\times \sin0\times [KX * Q * (1-\cos0)-KX * \cos0 * Q]$
$= Q\times \cos0\times \sin0\times [KX * Q * (1-\cos0)+KX * \sin0 * Q]$ (1)
由于$\sin0 = 0$,所以:
$Q'=Q\times \cos0\times [KX * Q * (1-\cos0)+KX * 0 * Q]$ (2)
根据乘法分配律,我们可以将上式简化为:
$Q'=Q\times \cos0\times [KX * Q + KX * 0]$ (3)
继续简化,我们得到:
$Q'=Q\times \cos0\times KX$ (4)
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