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判断空间一点是否在任意角度的长方体内_判断一个点是否在长方体内

判断一个点是否在长方体内

几何解释

如下图所示,我们其实只需要判断一个点是否在3组平行平面的同一侧即可以判断(前/后面,左/右面,上/下面),判断的方法比较简单:即利用如图所示中的与法线的夹角,当一个点(如图中点B)在左右面的同一侧时,与法线的夹角都是锐角或钝角;当一个点(如图中点A)在左右面的不同侧时,与法线的夹角必定一个为锐角一个为钝角;实际上,我们不需要判断角度,我们只需要判断余弦值的符号即可,即可以判断向量的内积的符号即可。
判断点是否在两个平行面的同一侧 <=> 判断点与法线的夹角的大小 <=> 判断余弦值的符号 <=> 判断向量内积的符号

引用自:判断点是否包含在任意姿态长方体内部

数学工具

平面方程的一般形式为:
A x + B y + C z + D = 0 Ax+By+Cz+D=0 Ax+By+Cz+D=0
假设 D ≠ 0 D\neq0 D=0,将 D D D移至 = = =右边,所有系数除以 D D D,并乘以 − 1 -1 1,公式可写为:
A x + B y + C z = 1 Ax+By+Cz=1 Ax+By+Cz=1

三个不共线的点确定一个平面

假设已知不共线三点: ( x 1 , y 1 , z 1 ) , ( x 2 , y 2 , z 2 ) , ( x 3 , y 3 , z 3 ) (x_{1},y_{1},z_{1}),(x_{2},y_{2},z_{2}),(x_{3},y_{3},z_{3}) (x1,y1,z1)(x2,y2,z2)(x3,y3,z3),可列出一组三元一次方程:
A x 1 + B y 1 + C z 1 = 1 A x 2 + B y 2 + C z 2 = 1 A x 3 + B y 3 + C z 3 = 1 Ax_{1}+By_{1}+Cz_{1}=1\newline Ax_{2}+By_{2}+Cz_{2}=1\newline Ax_{3}+By_{3}+Cz_{3}=1 Ax1+By1+Cz1=1Ax2+By2+

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