- TI nspire
[TI-nspire] 3D Graphing, 정사면체 그리기. Tetrahedron
각 변의 함수(Parametric)식 입력 방법
1. `Graphs & Geometry` 애플리케이션을 엽니다.
2. `Menu` 버튼을 누르고, `3D Graphing`을 선택합니다.
3. `Menu` -> `Entry/Edit` -> `Parametric`을 선택합니다.
4. 각 변의 식을 순서대로 입력합니다:
- 첫 번째 변: \( x(t) = 1 \), \( y(t) = 1 - 2t \), \( z(t) = 1 - 2t \)
- 두 번째 변: \( x(t) = 1 - 2t \), \( y(t) = 1 \), \( z(t) = 1 - 2t \)
- 세 번째 변: \( x(t) = 1 - 2t \), \( y(t) = 1 - 2t \), \( z(t) = 1 \)
- 네 번째 변: \( x(t) = 1 - 2t \), \( y(t) = -1 + 2t \), \( z(t) = -1 \)
- 다섯 번째 변: \( x(t) = 1 - 2t \), \( y(t) = -1 \), \( z(t) = -1 + 2t \)
- 여섯 번째 변: \( x(t) = -1 \), \( y(t) = 1 - 2t \), \( z(t) = -1 + 2t \)

이렇게 하면 정사면체의 모든 변을 3D 그래프에 그릴 수 있습니다. 각 변이 제대로 그려지면 정사면체의 구조가 완성됩니다.

두 점 사이의 거리

각 점을 A, B, C, D 라고 하면 벡터로 표현할 수 있고,
두 점 사이의 거리 = 정사면체 한변의 길이를 간단하게 구할 수 있습니다.
정사면체의 한 변의 길이를 계산하기 위해 두 꼭짓점 사이의 거리를 구하면 됩니다.
여기서는 주어진 꼭짓점 \(A(1, 1, 1)\)과 \(B(1, -1, -1)\) 사이의 거리를 계산해 보겠습니다.
두 점 \((x_1, y_1, z_1)\)과 \((x_2, y_2, z_2)\) 사이의 거리는 다음과 같이 계산됩니다:
\[ \text{거리} = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2} \]
여기서,
- \(A(1, 1, 1)\)
- \(B(1, -1, -1)\)거리를 계산하면:
\[ \text{거리} = \sqrt{(1 - 1)^2 + (-1 - 1)^2 + (-1 - 1)^2} \]
\[ \text{거리} = \sqrt{0 + (-2)^2 + (-2)^2} \]
\[ \text{거리} = \sqrt{0 + 4 + 4} \]
\[ \text{거리} = \sqrt{8} \]
\[ \text{거리} = 2\sqrt{2} \]따라서, 이 정사면체의 한 변의 길이는 \(2\sqrt{2}\)입니다.
두 면 사이의 각도
두 면 사이의 각도는 두점 A, B의 중심점인 E와, 나머지 두 점 C, D 가 이루는 각도를 구하면 된다.
세 점 \( C \), \( E \), \( D \)를 연결한 선분이 이루는 각도를 구하기 위해 벡터를 사용해야 합니다. 먼저 점 \( E \)의 좌표를 구한 후, 벡터 \( \vec{CE} \)와 \( \vec{ED} \)를 구하고, 이 두 벡터 사이의 각도를 구할 수 있습니다.
### 점 \( E \)의 좌표
점 \( E \)는 \( A \)와 \( B \)의 중점이므로, \( E \)의 좌표는 다음과 같이 계산됩니다:
- \( A(1, 1, 1) \)
- \( B(1, -1, -1) \)\[ E = \left( \frac{1+1}{2}, \frac{1+(-1)}{2}, \frac{1+(-1)}{2} \right) = (1, 0, 0) \]
### 벡터 \( \vec{CE} \)와 \( \vec{ED} \) 구하기
- \( C(-1, 1, -1) \)
- \( D(-1, -1, 1) \)
- \( E(1, 0, 0) \)벡터 \( \vec{CE} \):
\[ \vec{CE} = E - C = (1 - (-1), 0 - 1, 0 - (-1)) = (2, -1, 1) \]벡터 \( \vec{ED} \):
\[ \vec{ED} = D - E = (-1 - 1, -1 - 0, 1 - 0) = (-2, -1, 1) \]### 두 벡터 사이의 각도 구하기
벡터 \( \vec{CE} \)와 \( \vec{ED} \) 사이의 각도 \( \theta \)는 다음 공식을 사용하여 구할 수 있습니다:\[ \cos \theta = \frac{\vec{CE} \cdot \vec{ED}}{|\vec{CE}| |\vec{ED}|} \]
내적 \( \vec{CE} \cdot \vec{ED} \):
\[ \vec{CE} \cdot \vec{ED} = (2)(-2) + (-1)(-1) + (1)(1) = -4 + 1 + 1 = -2 \]벡터 \( \vec{CE} \)의 크기 \( |\vec{CE}| \):
\[ |\vec{CE}| = \sqrt{(2)^2 + (-1)^2 + (1)^2} = \sqrt{4 + 1 + 1} = \sqrt{6} \]벡터 \( \vec{ED} \)의 크기 \( |\vec{ED}| \):
\[ |\vec{ED}| = \sqrt{(-2)^2 + (-1)^2 + (1)^2} = \sqrt{4 + 1 + 1} = \sqrt{6} \]따라서,
\[ \cos \theta = \frac{-2}{\sqrt{6} \cdot \sqrt{6}} = \frac{-2}{6} = -\frac{1}{3} \]\[
\theta = \cos^{-1}\left( -\frac{1}{3} \right)
\]이를 계산하면:
\[
\theta \approx 109.47^\circ
\]따라서, 세 점 \( C \), \( E \), \( D \)를 연결한 선분이 이루는 각도는 약 \( 109.47^\circ \)입니다.
벡터 \( \vec{CE} \)와 \( \vec{DE} \) 사이의 각도 \( \theta \) 는 180 - 109.47 = 70.53

댓글3
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세상의모든계산기
3d 라이브러리 이용하기
1. https://allcalc.org/9730 을 참고해 geo3d.tns (영문)을 MyLib 폴더에 올리고, Refresh Library 를 수행합니다.
(프랑스어) 버전과 버전은 같은데 명령어 철자가 조금씩 달라서 일단은 영문판을 추천드립니다.2. 꼭지점 a,b,c,d 를 이용해 파라메트릭 함수를 생성합니다.

꼭지점이 리스트 꼴 {x1,y1,z1} 이면 좀 더 쉬워지지만, 벡터 꼴이라서 colAugment 함수를 중복해 활용하였습니다.
3. geo3d\putg(7,10) 를 실행해 g7~g10까지 4개 면에 대한 3d 파라메트릭 함수를 자동 생성합니다.
4. 3d Graphing 페이지에 가서 g7~g10 해당 함수를 화면에 보이도록 활성화(체크)해줍니다.
본문은 6개의 선분으로 그래핑했지만, 여기서는 4개 면으로 그래핑했기 때문에 면에 Surface(색) 과 Wire(선) 을 입힐 수 있음.
세상의모든계산기 님의 최근 댓글
fx-570 CW 는 아래 링크에서 https://allcalc.org/56026 2025 10.24 불러오기 할 때 변수값을 먼저 확인하고 싶을 때는 VARIABLE 버튼 【⇄[x]】목록에서 확인하고 Recall 하시면 되고, 변수값을 이미 알고 있을 때는 바로 【⬆️SHIFT】【4】로 (A)를 바로 입력할 수 있습니다. 2025 10.24 fx-570 CW 로 계산하면? - 최종 확인된 결과 값 = 73.049507058478629343538 (23-digits) - 오차 = 6.632809104889414877 × 10^-19 꽤 정밀하게 나온건 맞는데, 시뮬레이션상의 22-digits 와 오차 수준이 비슷함. 왜 그런지는 모르겠음. - 계산기중 정밀도가 높은 편인 HP Prime CAS모드와 비교해도 월등한 정밀도 값을 가짐. 2025 10.24 HP Prime 에서 <Home> 73.0495070344 (12-decimal-digits) // python 시뮬레이션과 일치 <CAS> 21자리까지 나와서 이상하다 싶었는데, Ans- 에서 자릿수를 더 늘려서 빼보니, 뒷부분 숫자가 아예 바뀌어버림. 버그인가? (전) 73.0495070584718691243 (21-digits ????) (후) 73.0495070584718500814401 (24-digits ????) 찾아보니 버그는 아니고, CAS에서는 십진수가 아니라 2진수(bit) 단위로 처리한다고 함. Giac uses 48 bits mantissa from the 53 bits from IEEE double. The reason is that Giac stores CAS data (gen type) in 64 bits and 5 bits are used for the data type (24 types are available). We therefore loose 5 bits (the 5 low bits are reset to 0 when a double is retrieved from a gen). 출처 : https://www.hpmuseum.org/cgi-bin/archv021.cgi?read=255657 일단 오차를 놓고 보면 16-decimal-digits 수준으로 보임. 2025 10.23 khiCAS 에서 HP 39gII 에 올린 khiCAS는 254! 까지 계산 가능, 255! 부터는 ∞ fx-9750GIII 에 올린 khiCAS는 factorial(533) => 425760136423128437▷ // 정답, 10진수 1224자리 factorial(534) => Object too large 2025 10.23