Pewna operacja symetrii opisana jest kodem (y, -x+y, 1-z). Na podstawie analizy śladu i wyznacznika macierzy tej operacji można zorientować się, że odpowiada to działaniu trójkrotnej osi inwersyjnej. Jak wyznaczyć kierunek tej osi?
J.Chojnacki
Pewna operacja symetrii opisana jest kodem (y, -x+y, 1-z). Na podstawie analizy śladu i wyznacznika macierzy tej operacji można zorientować się, że odpowiada to działaniu trójkrotnej osi inwersyjnej. Jak wyznaczyć kierunek tej osi?
J.Chojnacki
Jak łatwo się domyśleć, macierz powyższego przekształcenia (po pozbyciu się translacji o 1 wzdłuż osi OZ) jest następująca:
Zmieniając znaki wszystkich wyrazów tej macierzy otrzymamy macierz odpowiadającą obrotowi właściwemu (wyznacznik = 1) o 120 °. Następnie rozwiązując równanie własne
które musi być spełnione dla punktów leżących na osi obrotu,
otrzymujemy: –y = x, x-y = y, z = z. W efekcie x = 0, y = 0 oraz z może przyjmować dowolną wartość, co oznacza, że obrót następuję wokół osi OZ.
Bardzo dobrze. Wyznaczanie kierunku należy poprzedzić (oprócz usunięcia translacji) mnożeniem przez macierz inwersji, bo inaczej z równania własnego otrzymamy współrzędne środka symetrii.
P.S. Można też zastosować bardziej automatyczną metodę i znaleźć wektor własny dla wartości własnej równej jeden. Dla leniwych oznacza to wpisanie do serwisu WolframAlpha końcowej macierzy
{{0, -1, 0}, {1,-1,0},{0, 0, 1}} i stwierdzenie że w rozkładzie M = SJS-1, wartości własnej 1 (pierwsza na diagonali w J) odpowiada wektor własny [0 0 1]T będący pierwszą kolumną macierzy S. Proszę sprawdzić skuteczność metody dla innej osi obrotu 3 opisanej kodem (-y, z, -x).