Формула поворота Родрига — формула, связывающая два вектора с общим началом, один из которых получен поворотом другого на известный угол вокруг оси, проходящей через их общее начало:

где — исходный вектор, — результирующий вектор, — единичный вектор оси поворота, — угол поворота. Также формула может быть записана в виде:

Лежит в основе векторной теории конечных поворотов и сложения вращений. Получена О. Родригом в 1840 г.

Вывод

Без потери общности, направим ось вдоль единичного вектора , а вектор — лежащим в плоскости OXZ, тогда:

Откуда:

Положим вектор , равный:

Заметим, что:

Тогда вектор можно выразить через векторы и и угол :

Результирующий вектор выражается через векторы и :

Приведя подобные, получим формулу поворота Родрига:

В матричной форме

Векторное умножение на вектор можно представить в виде умножения на матрицу :

Вектор при повороте вокруг единичного вектора перейдет в вектор

где

Таким образом получается, что матрица поворота вокруг единичного вектора на угол

где

Примечания

Литература — С. 101—103.

Категория:Векторный анализ