Формулы тетраэдра в декартовых координатах в пространстве
Обозначения:
— координаты вершин тетраэдра.
- Объём тетраэдра (с учётом знака):
.
- Координаты центра тяжести(пересечение медиан):
- Координаты центра вписанной сферы:
где
-площадь грани противолежащей первой вершине,
-площадь грани противолежащей второй вершине и т. д.
Соответственно уравнение вписанной сферы:
Уравнение вневписанной сферы противолежащей первой вершине:
Уравнение вневписанной сферы противолежащей первой и второй вершин(количество таких сфер может варьироваться от 0 до 3-х):
- Уравнение описанной сферы:
Формулы тетраэдра в барицентрических координатах
Обозначения:
— барицентрические координаты.
- Объём тетраэдра (с учётом знака): Пусть
-координаты вершин тетраэдра.
Тогда
где
-объем базисного тетраэдра.
- Координаты центра тяжести(пересечение медиан):
- Координаты центра вписанной сферы:
- Координаты центра описанной сферы:
- Расстояние между точками
:
Пусть
и т. д.
Тогда расстояние между двумя точками:
Тетраэдр в неевклидовых пространствах
Объём неевклидовых тетраэдров
Существует множество формул нахождения объёма неевклидовых тетраэдров. Например формула Деревнина-Медных[6] для гиперболического тетраэдра и формула Дж. Мураками[7] для сферического тетраэдра. Объём тетраэдра в сферическом пространстве и в пространстве Лобачевского, как правило, не выражается через элементарные функции.
Соотношение между двугранными углами тетраэдра
,-для сферического тетраэдра.
,- для гиперболического тетраэдра.
Где
,- матрица Грама для двугранных углов сферического и гиперболического тетраэдра.
— угол между гранями противолежащие i и j вершине.
Теорема косинусов
,-для сферического и гиперболического тетраэдра.
,-для сферического тетраэдра.
,-для гиперболического тетраэдра.
Где
,- матрица Грама для приведенных ребер сферического тетраэдра.
,- матрица Грама для приведенных ребер гиперболического тетраэдра.
— приведенное расстояние между i и j вершин.
-алгебраическое дополнение матрицы
.
Теорема синусов
,-для сферического и гиперболического тетраэдра.
Радиус описанной сферы
,- для сферического тетраэдра.
,- для гиперболического тетраэдра.
Радиус вписанной сферы
,- для сферического тетраэдра.
,- для гиперболического тетраэдра.