２つのベクトルから角度を求めるプログラム

Question

実現したいこと

以下の添付したプログラムの①から④のメソッドの中身を完成させたい。
目的としては2つの三次元ベクトルから角度を求め度の単位で出力するというもの。

前提

①vector型オブジェクトをパラメータとして、自分自身とそのパラメータとの内積を計算し、戻り値とするメソッド。
②vector型オブジェクトをパラメータとして、自分自身とパラメータの2つのベクトルのなす角度を求めるメソッド。InProdメソッドを用いて作成すること。

2つのベクトルa,bがなす角度θは、
θ=〖cos〗^(-1) ((a・b)/√((a・a)*(b・b)))
で、計算できる。a・b は、ベクトルaとベクトルbの内積である。

③double型オブジェクトをパラメータとして、自分自身とその値との積を計算し、vector型のオブジェクトを戻り値とするメソッド(自分自身を書き変えてはいけない)
④ベクトル (1, 1, 0)とベクトル (1. 0. 1) とがなす角を求め、「度」単位で出力するプログラム。

現状一番呑み込めていないところは引数に(vector v)があるところでなんとなく数値が3つ送られていることは理解できます。その場合、aのみの内積bのみの内積の計算は何となくできそうな気がしますがaとbの内積を計算するには２つの情報がいるのにどうすればいいいのか？という感じで躓いています。

該当のソースコード

public class vector {
  private double a, b, c;
  public vector(double p1, double p2, double p3) {
    a=p1; b=p2; c=p3;
  }
  public double InProd(vector v){ ① }
  public double angle(vector v) { ② }
  public vector mul(double a) { ③ }
}	
public class Ex02 {
  public static void main(String[] args) { 
          ④
  }
}

Answer 1

aとbの内積を計算するには２つの情報がいるのにどうすればいい

前提に

①vector型オブジェクトをパラメータとして、自分自身とそのパラメータとの内積を計算し、戻り値とするメソッド。

とあります。
自分自身が a 、パラメータが b とすれば辻褄が合うのではないでしょうか。

Answer 2

aとbの内積を計算するには２つの情報がいるのにどうすればいいいのか？という感じで躓いています。

vector a = new vector(1,0,1);
vector b = new vector(1,1,0);
double prod = a.InProd(b); // b.InProd(a) でもOK

Comments

[NON36142293]

回答ありがとうございます。
一旦a・bの内積を求めることはできました。しかし、mulメソッドの使い道が分かりません。
自身の内積ならa.InProd(a)で求まるのでは？と思うのですが...
また、調べてはみたのですがいまいち分からん点がありましてretuenでvector型を返すというのも理解できません。

[episteme]

> mulメソッドの使い道が分かりません。

使い道がわからないと解けないのですか? 使わないといけないのですか?

> retuenでvector型を返すというのも理解できません。

なにが理解できんのですか?

[NON36142293]

抽象的ですみません。
mulについてては(a・a)*(b・b)のa・aの部分の計算を行うものだと思っています。
分からない部分のついては主に２つで
1.doubleが型の引数をどのクラスからどのように送れば良いかが分かりません。各ベクトルの要素(double型のもの)を送りたいことは分かっています。
2.returnでvector型のものを返すの理解できているのですが具体的な返し方が分かりません。おそらくベクトルの一つの要素を二乗したものを返すのだろうという見当はついています。(誤っていたらすみません。)

[episteme]

> mulについてては(a・a)*(b・b)のa・aの部分の計算を行うものだと思っています。

なぜ? a.InProd(a) * b.InProd(b) でいいじゃん。

再度訊くけど、mul を使わなきゃいけないんですか?

[NON36142293]

題意を満たすという意味で、設けられているメソッドを使うべきなのではないかと考えたのでmulをどうにかして使おうと考えた次第です。

[episteme]

ごめんわからん。「～はmulメソッドを用いること」なんてな文言は見当たらない。
逆に mulを使わないと、問題のどの箇所を満たさなくなるんですか?

[NON36142293]

きちんとした質問ができず本当に申し訳ないです。
可能な限りで良いのでこのepistemeさんが考えていらっしゃるコードを教えていただけば幸いです。
自分なりに調べたりしているのですが、根本的にできない理由がいくつかありそうなので教えていただけでば助かります。

[episteme]

> きちんとした質問ができず本当に申し訳ないです。
僕の問いに答えていない。mulを使わないと、問題のどの箇所を満たさなくなるんですか?

> epistemeさんが考えていらっしゃるコードを教えていただけば幸いです。
課題/宿題なんでしょ? だったらコード示すのはあなたが先。

[jimbe]

>設けられているメソッドを使うべきなのではないかと考えた

が「深読み過ぎでは?」ということでしょう。
単に vector クラスを使って(Θを求める以外に)何かをするメソッドを作れるかというだけのことかも知れません。(これも深読みに当たりますが、現に vector を返すということに躓いているんですよね?)

[episteme]

僕も深読みと思う。
mul()を使えというのなら、1:内積を求めよ 2:角度を求めよ に先立って問われるだろうし。