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圆和球的矢量函数分析

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:图A-1 圆矢量函数和球矢量函数3.运算规则两角和的圆矢量函数e(θ+φ)=cosφe(θ)+sinφg(θ)g(θ+φ)=-sinφe(θ)+cosφg(θ)圆矢量函数的数积e(θ)·e(φ)=cos(θ-φ)e(θ)·g(φ)=sin(θ-φ)圆矢量函数的矢量积e(θ)×e(φ)=-sin(θ-φ)ke(θ)×g(φ)=cos(θ-φ)k圆矢量函数的导数球矢量函数的偏导数

圆和球的矢量函数分析

1.圆矢量函数

图A-1取静坐标系σOijk,动坐标系σ1Oi1j1k1),初始位置与σ重合。当σ1k转过有向角θ时,其单位矢量在σ里表示为

i1=eθ)=cosθi+sinθj

j1=gθ=-sinθi+cosθj

k1=k

根据k的指向,按右手定则确定θ的正向。eθ)和gθ)(为θ的函数)是单位矢量,称为圆矢量函数。

2.球矢量函数

σ1先绕kθ,再绕gθ)转过有向角γ,其单位矢量在σ里表示为

i1=nθγ)=cosγeθ)-sinγk

j1=gθ

k1=mθγ)=sinγeθ)+cosγk

根据gθ)的指向,按右手定则确定γ的正向。单位矢量nθγ)和mθγ)是θγ的函数,称为球矢量函数。

图A-1 圆矢量函数和球矢量函数(www.xing528.com)

3.运算规则

(1)两角和的圆矢量函数

eθ+φ)=cosφeθ)+sinφgθ

gθ+φ=-sinφeθ)+cosφgθ

(2)圆矢量函数的数积

eθ)·eφ)=cos(θ-φ

eθ)·gφ)=sin(θ-φ

(3)圆矢量函数的矢量积

eθ×eφ=-sin(θ-φk

eθ×gφ)=cos(θ-φk

(4)圆矢量函数的导数

(5)球矢量函数的偏导数

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