已知空間內四個點的座標怎麼表示出圍成的四面體的體積?

時間 2021-05-11 19:33:13

1樓:上官正申

行列式的絕對值本身就表示 維空間的平行多面體的體積,個點所構成的體積就是 個向量所構成的矩陣的行列式再除以 . 你說的是 維空間,可以經過平移把其中乙個點移到原點,之後會得到三個向量,即

上式表示行列式的絕對值再除以階乘,就是最終要求的體積。之所以除以 的階乘是因為與平行多面體相比,錐體的體積係數是階乘分之1,這個用簡單的微積分知識即可證明。至於行列式為什麼表示體積,建議你閱讀我的文章上官正申:

向量外積的直接證明與直觀解釋,並以此證明正弦公式,讀完這篇文章你收穫的將不僅僅是這些。

2樓:

把其中一點平移到原點,根據行列式的幾何意義可知和該點相鄰的3點構成的行列式即為平行六面體的體積,因此

由於行列式給出的是有向體積,因此結果需要取絕對值。前者其實就是後者2~4列減去第一列,然後按第一列展開,類似的,對於平面上任意三點構成的三角形的面積,我們有

PS:誰能告訴我這種情況下絕對值的正確排版方法

3樓:蘿蔔列夫耶維奇

a,b,c,d不共面

第一步算出SΔabc=|(b-a)x(c-a)|/2然後就是要算高

第二步,求高

設d到Δabc的垂足為

f=a+t(b-a)+u(c-a)

其中t,u是待定實數

現在要求出t,u,只需解方程

(d-f)(b-a)=0

(d-f)(c-a)=0

這是因為[d,f]是d到Δabc的垂直線段這是兩個二元線性方程,有行列式表示出t,u,從而可知f的表示式從而高=|d-f|

最後體積V=|d-f|SΔabc

|d-f|的表示式推導計算量有點大,但是根據這個步驟可以推出,我實在是不想推一遍。

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