首先,问题是关于一个骰子绕圈滚动,不滑动,我需要找出终点时顶面的数字。开始时顶面是3,并且骰子每对相对面上的数字和为7。
骰子有六个面,数字从1到6。相对面的和是7,所以:
1的相对面是6(因为1+6=7)
2的相对面是5(2+5=7)
3的相对面是4(3+4=7)
现在,看图。有两个骰子,一个在上面,标记为“Start”,另一个在下面,但路径是相同的,我想。路径是一个折线,骰子沿着路径滚动。
从图中,路径是这样的:从Start开始,向右,然后向下,然后向右,然后向上,然后向右,到End。让我数一下方格的数量。
上面的骰子:从Start开始,路径有多个方格。Start位置有一个骰子,然后它滚动经过几个方格。
路径:从骰子开始,向右移动一格,然后向下移动一格,然后向右移动一格,然后向上移动一格,然后向右移动两格到End。End是一个单独的方格,但骰子最终停在那里。
类似地,下面的骰子也是类似的,但起始位置不同?不,图中显示两个骰子,但路径是共享的吗?不,似乎上面的路径是针对上面的骰子,下面的路径是针对下面的骰子,但路径形状相同,只是起始方向不同?我需要仔细看。
图中,上面的骰子:Start在左边,骰子朝右,路径向右、向下、向右、向上、向右到End。
下面的骰子:Start在左边,但骰子朝下?等等,方向不同。
下面部分的骰子,Start在左,骰子朝右,路径是向右、向下、向右、向上、向右到End,和上面一样。
但两个骰子的初始方向不同?上面骰子的顶面是3,但下面骰子的顶面没有指定,问题只给了上面骰子的初始顶面是3。
问题说:“开始时顶面的数字为 3。” 指的是上面的骰子。
下面的骰子可能只是为了展示路径,但初始状态不同?不,问题中只有一个骰子,但图中有两个,可能是为了说明路径。
我认为只有一个骰子在滚动,从Start到End,沿着路径。
路径有转折点:向右、然后向下、然后向右、然后向上、然后向右。
每个移动都涉及骰子的滚动,所以面会改变。
骰子不滑动,意思是它只在转弯时滚动,改变方向。
但滚动时,它绕着边旋转,所以相邻面会变成新面。
我需要跟踪顶面数字的变化。
初始:顶面是3。
相对面:顶面3,底面是4(因为3+4=7)。
现在,骰子首先向右滚动。
当骰子向右滚动时,它绕着一个边旋转,该边是前面和右面的交界边。
定义方向。
假设初始时,骰子朝右。
所以,初始方向:
顶面:3
底面:4(相对顶面)
前面:假设我们面对滚动方向,但滚动时,我们需要考虑旋转轴。
或许更好定义坐标系。
设初始位置:骰子朝右,所以:
既然路径有上下左右,我可以用方向。
初始:骰子朝东(右)。
顶面是3,所以底面是4。
现在,当骰子向东滚动时,它绕东-西边旋转,但东-西边是前后边?等等。
定义:设滚动方向为x轴。
初始:骰子朝x正方向(东)。
顶面是z正方向(上)。
前面是y正方向(北),但路径在平面中,所以y方向是垂直在滚动方向上。
或许简化:只考虑骰子在平面滚动,所以有四个方向:东、南、西、北。
初始:骰子朝东。
顶面是3。
当骰子向东滚动时,它绕东边旋转,意思是绕轴平行于y轴(南北方向)旋转。
当绕东边旋转时,东边是固定边,骰子向前(东)倾倒。
所以,新的顶面将是原来的南面或北面?取决于旋转方向。
通常,当骰子向东滚动时,如果它顺时针旋转,新的顶面是原来的南面;如果逆时针,是北面。但骰子滚动时,通常是绕边旋转,导致面更换。
标准方式:当骰子向某个方向滚动时,它绕与该方向垂直的轴旋转。
例如,向东滚动:绕南北轴旋转(y轴)。
假设初始状态:
顶:3
底:4(因为3+4=7)
前:设前为北(N),但路径有上下,所以前可能是上或下,但路径在网格上,所以“前”取决于方向。
定义方向:设初始时,骰子朝东,所以:
初始顶面是3,所以3在z正方向。
底面是4在z负方向。
现在,对于x方向:朝东的面是,比如说,1或2等,但我们不知道。
类似地,朝北的面,等等。
但当我们滚动时,面会变化。
既然我们只关心顶面,我们可以跟踪顶面数字。
但顶面变化取决于滚动方向。
另外,相对面知识。
初始:顶面3,所以底面4。
当骰子向东滚动时,它绕东边旋转,但东边是骰子的一个边。
或许考虑骰子的姿态。
设初始骰子:
顶:3
底:4
北:设A(某个数字)
南:B(A的相对面,因为北和南相对,所以A + B = 7)
东:C(朝东的面)
西:D(C的相对面,所以C + D = 7)
但初始时,我们不知道A、B、C、D,只知道顶3和底4。
当骰子向东滚动时,它向前(东)倾倒,所以绕东-西轴旋转,但东-西轴是水平轴。
具体:骰子绕一个边旋转,该边是东和西面的交界边,但东和西是面的方向。
当绕东边旋转时,意思骰子绕一个平行于y轴的轴旋转,该轴通过东边和西边的交点,但简化:旋转后,新的顶面将是原来的北面或南面,取决于旋转方向。
通常,如果骰子向东滚动,顺时针旋转,新的顶面是原来的北面。
类似地,如果向西滚动,逆时针,新的顶面是南面。
但在这个图中,方向是:从Start开始,向右(东),然后向下(南),然后向右(东),然后向上(北),然后向右(东)到End。
所以,滚动序列:东、南、东、北、东。
每个滚动,骰子改变方向,顶面变化。
初始:顶面3。
第一次滚动:东(右)
当向东滚动时,骰子顺时针旋转(从上方看),所以新的顶面是原来的北面。
设初始北面为N,南面为S,东面为E,西面为W。
由于相对面:N + S = 7, E + W = 7。
顶面3,底面4。
当向东滚动时,新的顶面是原来的北面N。
所以,在第一次东滚之后,顶面是N。
现在,位置移动到了第一个方格。
第二次滚动:向下,南(因为y负方向)
现在,骰子朝南。
当前顶面是N。
当向南滚动时,骰子绕南边旋转,轴平行于x轴(东西方向)。
向南滚动:从上方看,但南是下方,所以如果朝南,滚动时,顺时针或逆时针?
定义:当骰子朝南时,向南滚动,意思向y负方向移动。
当朝南时,向南滚动:骰子绕西-东轴旋转,但具体,绕南边旋转。
如果骰子朝南,然后向南滚动,它可能逆时针旋转(从南面看),但标准方式:当向某个方向滚动时,它绕垂直的轴旋转。
通用方法:当骰子向某个方向滚动时,新的顶面取决于方向。
设当前朝方向为D,当向D滚动时,新的顶面是原来的左面或右面?不。
更好:当向方向D滚动时,骰子绕一个轴旋转,该轴平行于与D垂直的方向。
例如,朝东时,向东滚动,绕南北轴旋转。
旋转后,新的顶面是原来的北面(如果顺时针)。
类似地,朝南时,向南滚动,绕东西轴旋转。
朝南时,向南滚动:骰子向前(南)倾倒,所以绕东西轴旋转,新的顶面将是原来的下面,但等等。
具体:初始朝南,顶面是T。
当向南滚动时,它绕水平轴旋转,该轴平行于x轴(东西方向),旋转后,新的顶面是原来的底面?不。
当向南方滚动时,骰子绕其南北边缘旋转,导致东西方向的面成为新顶面。
例如,假设骰子朝南,顶面是T。
然后向南滚动:骰子绕其南边缘旋转(但南边缘是面?),实际上,它绕一个轴旋转,该轴是通过南边缘和北边缘的线,但简化。
标准:当向某个方向滚动时,新顶面是原侧面的对面,但取决于方向。
我可能把自己搞糊涂了。
让我查一下在线的骰子滚动参考,或者逻辑地思考。
既然相对面是已知的,我们可以只跟踪顶面数字,但需要知道滚动方向如何改变顶面。
每个滚动,顶面会变成原来四个侧面中的一个,具体取决于滚动方向。
对于向东滚动:顶面变为原来的北面。
对于向西滚动:顶面变为原来的南面。
对于向南滚动:顶面变为原来的东面?等等,不对。
我们来定义方向:
假设外部坐标:x 正方向为东,y 正方向为北,z 正方向为上。
初始方向:骰子朝东,所以其前(北)面、右(东)面等。
当向东滚动时,骰子绕 y 轴(南北方向)旋转,旋转轴垂直于运动方向。
绕 y 轴旋转:如果顺时针旋转,顶面变为原来的北面(如果北是 y 正方向)。
类似地,如果逆时针,但通常向东滚动是顺时针。
在这个例子中,对于向东滚动,我们假设为顺时针旋转,所以新顶面是原来的北面。
对于向南滚动:当朝南时,向南滚动,绕 x 轴(东西方向)旋转。
如果朝南,并向南滚动,绕 x 轴旋转,轴在东西方向,如果向上旋转,新顶面将是原来的西面或东面?等等。
具体来说:当向南方滚动时,骰子绕其东西边缘旋转,新顶面成为原底面,但底面是隐藏的。
更好:当向方向 D 滚动时,新顶面是原方向上的侧面。
例如,向东滚动:新顶面是原来的北面(对边)。
向南滚动:新顶面是原来的东面?我们来看一下。
我找到了一个参考:当骰子向某个方向滚动时,新顶面是滚动方向上相邻的面,但方向不同。
标准方式:
向东滚动:新顶面 = 原来的北面
向西滚动:新顶面 = 原来的南面
向北滚动:新顶面 = 原来的东面?等等,不对。
对于向北滚动:如果向北走,新顶面是原来的顶面,但等等,不对。
我们来思考一下:当向北滚动时,骰子绕其南边缘旋转,新顶面是原来的北面?但北面是前面。
初始:朝北,顶面 T。
向北滚动:骰子向前(北)倾倒,所以新顶面是原来的南面(如果南是底面,但等等)。
实际上,当向北滚动时,新顶面是原来的南面,因为骰子向前旋转。
类似地,向南滚动时,新顶面是原来的北面。
向东滚动时,新顶面是原来的北面或南面? 对于向东滚动:当向东时,新顶面是原来的北面(如果北是加 y 方向)。
在坐标系中:设 x 东,y 北,z 上。
初始:顶面:z+,3
底面:z-,4
北:y+,设为 N,N + S = 7,S 是南,y-
东:x+,E,E + W = 7,W 是西,x-
当向东滚动(x+)时:绕 y 轴顺时针旋转(从上方看),所以新顶面是原来的北面(y+),也就是 N。
新底面变成原来的南面,但底面是相对的,所以新的底面应该是原来的南面,但南面是 y-,而 N 和 S 是相对的,所以新的顶面是 N,新的底面是 S,因为 N 和 S 是相对的。
在旋转之后:绕 y 轴旋转,顶面从 z+ 变为 y+,所以新的顶面是原来的北面。
新的底面是原来的南面,但南面是相对的,所以新的底面是 S,而 S 和 N 是相对的,所以新的底面是 S,但 S 是原来的南面,是的。
类似地,新的北面:在旋转之后,原来的东面(x+)变为 z+?在绕 y 轴顺时针旋转后,原来的东面(x+)移动到了底面?我们来看一下。
旋转:绕 y 轴顺时针旋转 90 度。
原来的北面(y+)变为 z+(顶面)
原来的南面(y-)变为 z-(底面)
原来的顶面(z+)变为 x-(西,如果 x 东)
原来的底面(z-)变为 x+(东)
原来的东面(x+)变为 y+?在绕 y 轴旋转时,x 和 z 坐标旋转。
点:绕 y 轴顺时针旋转,x 变为 z,z 变为 -x,等等。
对于一个面:
旋转后,新的坐标系:但面是固定的。
在旋转之后,原来北面的法向量指向 z+,所以它成为顶面。
原来南面的法向量指向 z-,成为底面。
原来顶面 (z+) 的法向量:绕 y 轴顺时针旋转后,指向 -x(如果 x 东,那么 -x 是西)。
原来底面 (z-) 的法向量:指向 +x(东)。
原来东面 (x+):法向量指向 x+,绕 y 轴顺时针旋转后,指向 y+?绕 y 轴旋转时,x 和 z 分量发生变化。
法向量:原来东面法向量是 (1,0,0),绕 y 轴顺时针旋转(从 +z 看是顺时针),旋转矩阵:x' = xcosθ + zsinθ,等等,但 θ=90,所以 x' = z, y' = y, z' = -x。
所以法向量 (1,0,0) 变为 (0,0,-1) 在 (x',y',z') 中,但 z' 是上方向,所以 (0,0,-1) 是 -z,也就是向下,但底面是 -z,所以原来东面变成底面?不对。
旋转后的新位置:但法向量变了。
也许更容易理解的是:在旋转之后,骰子的面重新定向。
当向东滚动时,新的方向是:新的北面是原来的顶面?我们列出新的面。
在绕 y 轴顺时针旋转 90 度后:
原来的北面:现在在顶面位置(z+)
原来的南面:现在在底面位置(z-)
原来的顶面:现在在西面位置(x-,因为 x 东,所以 -x 是西)
原来的底面:现在在东面位置(x+)
原来的东面:现在在南面位置?原来的东面法向量是 (1,0,0),旋转后,x' = z, y' = y, z' = -x,所以 (1,0,0) 变为 (0,0,-1),也就是 (0,0,-1),所以是向下,但南面是 y-,法向量是 (0,-1,0),旋转后 (0,-1,0) 变为 (0,-1,0),所以仍然在南方。
旋转后的新方向:设新坐标系。
旋转后,骰子朝东的方向,但位置移动了。
就面而言:
新顶面:原是北面
新底面:原是南面
新北面:原是顶面(因为原顶面法向量 (0,0,1) 旋转后变为 (-1,0,0),也就是西,但北面是 y+,所以新北面是原顶面?混乱。
法向量:原顶面法向量 (0,0,1),绕 y 轴顺时针旋转 90 度:x' = xcos90 + zsin90 = 0 + z*1 = z
y' = y
z' = -xsin90 + zcos90 = -x + 0 = -x
所以 (0,0,1) 变为 (1,0,0) 在 (x',y',z') 中?输入是 (x,y,z) = (0,0,1) 对于顶面。
输出 (x',y',z') = (z, y, -x) = (1, 0, 0) 因为 x=0, y=0, z=1
所以 (1,0,0) 在新坐标系中,但新坐标系中 x' 是东,z' 是上,所以 (1,0,0) 是东方向,所以原顶面现在朝东。
类似地,原北面 (0,1,0) 输入: (0,1,0) 输出 (0,1,0) 所以 (0,1,0) 在新坐标系中是北方向。
原南面 (0,-1,0) 输出 (0,-1,0) 南方向。
原东面 (1,0,0) 输入 (1,0,0) 输出 (0,0,-1) 所以 (0,0,-1) 是下方向。
原西面 (-1,0,0) 输入 (-1,0,0) 输出 (0,0,1) 上方向?(0,0,1) 是上方向,但西面是 -x,法向量是 (-1,0,0),输出 x' = z = 0, y' = 0, z' = -x = -(-1) = 1, 所以 (0,0,1) 是上方向。
但原西面是西方向,旋转后法向量是 (0,0,1),所以是上方向。
但上方向是顶面,所以原西面现在在顶面位置?
我们来列出:
原顶面 (0,0,1) -> (1,0,0) 东方向
原底面 (0,0,-1) -> (0,0,-1) 底面,但 (0,0,-1) 是下方向,所以原底面现在朝下,但位置是 z-,所以是底面。
输出 (x',y',z') = (1,0,0) 对于原顶面,所以在新坐标系中,它朝东(x' 正方向)。
类似地,原北面 (0,1,0) -> (0,1,0) 朝北
原南面 (0,-1,0) -> (0,-1,0) 朝南
原东面 (1,0,0) -> (0,0,-1) 朝下(z' 负方向)
原西面 (-1,0,0) -> (0,0,1) 朝上(z' 正方向)
所以,在向东滚动之后:
但原西面是 W,而 W 是西,但旋转后它是顶面。
新顶面是原西面?从上面看:原西面 -> 朝上,所以新顶面是原西面。
但原顶面 -> 朝东。
新底面:原东面 -> 朝下。
新北面:原北面 -> 朝北,相同。
但北面是 y+,所以新北面是原北面。
新南面:原南面 -> 朝南。
新东面:原顶面 -> 朝东。
新西面:原底面 -> 朝西?原底面 (0,0,-1) -> (0,0,-1) 朝下,但西面是 x-,法向量为 (-1,0,0),输入 (-1,0,0) 输出 (0,0,1) 朝上,所以新西面是原底面?混乱。
对于新方向:新西面是 x' 负方向。
原底面 (0,0,-1) 输入,输出 (0,0,-1) 对于 (x',y',z'),但 z' = -x,所以对于原底面输入 (0,0,-1),输出 x' = z = -1, y' = 0, z' = -x = 0,所以 (-1,0,0) 在 (x',y',z') 中,所以是西方向(x' 负方向)。
类似地,原顶面输入 (0,0,1) 输出 (1,0,0) 东方向。
所以,在向东滚动之后:
新顶面: 原西面 (因为原西面 -> 上)
新底面: 原东面 (原东面 -> 下)
新北面: 原北面
新南面: 原南面
新东面: 原顶面
新西面: 原底面
但新底面是原东面,而原东面是 E,但 E 和 W 是相对的,等等。
对于顶面:新顶面是原西面 W。
但 W 是西,而西和东是相对的,所以 E 和 W 是相对的。
在数值上,我们不知道。
但顶面发生了变化:从原来的顶面 T 变成了原西面 W。
类似地,对于其他方向也是如此。
但在这个问题中,我们只关心顶面,所以对于向东滚动,新顶面是原西面。
类似地,对于向西滚动,新顶面是原北面?等等。
我之前想的是新顶面是原北面,但根据计算,对于向东滚动,新顶面是原西面。
但直觉上,当向东滚动时,北面应该变成顶面,但根据这个,是西面变成顶面。
我想我搞错了旋转方向。
也许对于向东滚动,是逆时针旋转,所以新顶面是原北面。
让我们再检查一下。
假设一个骰子,1 在顶面,2 在前面(北),3 在右面(东),然后向东滚动,3 应该落在底面,2 变成顶面? 初始:1 在顶面,2 在北面,3 在东面。
向东滚动后:骰子绕东边旋转,所以北面向下,东面变成底面,顶面变成西面,南面变成顶面?南面是对面。
初始:底面是 6,南面是 4,比如说。
向东滚动:绕轴旋转,该轴是北边和南边的交线,但边是线。
骰子绕其与北面和东面接触的边旋转,但滚动时,它是绕东南角旋转,但简化后,是绕一条平行于 y 轴的轴。
如果顺时针旋转,北面变成顶面,顶面变成西面,东面变成底面,南面变成顶面?不对。
标准:当向东滚动时,新顶面是原来的北面。
例如,如果 2 在北面,滚动后 2 在顶面。
原来的顶面 1 现在在西门。
原来的东面 3 现在在底面。
原来的南面 4 现在在底面?不,底面是新的,但面是:新底面是原来的南面。
在在线资源中,当向某个方向滚动时,新顶面是滚动方向左侧的面,或类似的情况。
但对于这个问题的目的,我们使用路径。
在图中,路径有具体的滚动,我们可以利用相对面来推理。
初始顶面是 3。
第一次滚动:东
滚动之后,顶面会变成另一个面。
然后第二次滚动南,等等。
但我们需要知道初始的侧面。
由于相对面之和是7,而顶面是3,底面是4。
当骰子向东滚动时,新顶面将是原来的北面或南面。
但北面和南面是相对的,所以一个是另一个的7减去。
类似地,对于其他方向。
但北面数字未知。
然而,在滚动之后,顶面会改变,但数字是1到6,我们可以跟踪。
但有一个技巧:由于骰子不滑动,滚动的总旋转应该使得净效果为零,但路径有转弯,所以我们需要模拟每一步。
路径序列:从起点开始,滚动:东、南、东、北、东。
每个滚动,骰子改变方向,顶面也改变。
定义初始状态。
设初始顶面: T = 3
底面: B = 4 (因为 T+B=7)
北面: N,南面: S,N + S = 7
东面: E,西面: W,E + W = 7
我们不知道 N、S、E、W。
第一次滚动:东
当向东滚动时,新顶面是原来的北面,如果我们假设顺时针旋转。
我找到了一个一致的方式:在许多资料中,对于向东滚动,新顶面是原来的北面。
对于向南滚动,新顶面是原来的东面。
对于向北滚动,新顶面是原来的西面。
对于向西滚动,新顶面是原来的南面。
我将使用这个。
所以,第一次向东滚动后:新顶面 = 原来的北面 = N
现在,骰子朝东,与之前一样。
第二次滚动:南
现在,骰子朝南(因为向南移动)。
当前顶面是 N。
当向南滚动时,新顶面 = 原来的东面 = E
因为向南滚动,新顶面是原来的东面。
所以,在第二次向南滚动后,顶面是 E。
现在,骰子朝南。
第三次滚动:东
但骰子朝南,现在它向东滚动。
所以,当朝南时向东滚动,但滚动方向是东,所以新顶面取决于方向。
当向东滚动时,无论当前方向如何,新顶面都是原来的北面。
但“北面”是相对于当前方向而言的。
所以,当前,骰子朝南,因此它的北面是,比如说,在滚动之后,方向发生了变化。
当骰子朝南时,它的前面(北)是 y 正方向?定义当前方向。
在第二次向南滚动之后,骰子朝南,顶面是 E。
当前方向:朝南,所以:
当向东滚动时,新顶面是当前的北面。
当前的北面是,在朝南时,北面是运动方向,但滚动方向是东,与当前方向垂直。
当向东滚动时,骰子顺时针旋转,新顶面是当前北面。
所以,在第三次向东滚动时,新顶面 = 当前北面。
但当前北面是什么?在朝南时,北面是滚动方向,但滚动方向是东,所以对于朝南的骰子,北面是哪里?
坐标:设当前方向为南,所以运动方向是南,因此骰子的北面是左还是右? 当朝南时,北面是 +y 方向,东面是 +x 方向,等等。
当向东滚动时,绕 y 轴(南北方向)旋转,新顶面是当前的北面(y+)。
所以,在第三次滚动(东)时,新顶面是当前的北面。
但当前的北面是什么?在第二次滚动之后,顶面是 E,方向是南。
在第二次向南滚动之后,顶面是原来的东面 E,方向是南。
在向南滚动之后,骰子朝南,顶面是 E。
所以当前:顶面 E,方向南,因此:
由于方向是南,北面是左,东面是上?不,方向是运动方向。
当朝南时,相对关系:顶面是 E,底面是 B,但 B 是 4,但底面是相对顶面,所以如果顶面是 E,底面是 7-E。
类似地,北面:当朝南时,北面是 +y,所以是左面,如果 x 是东,y 是北。
定义:当朝南时,x 轴:东是 +x,西是 -x
y 轴:北是 +y,南是 -y,但方向是南,所以运动是 -y。
但对于面:顶面是 E,所以 z+ 是 E。
底面 z- 是 7-E。
北面 y+:设 N_curr
南面 y-:S_curr,N_curr + S_curr = 7
东面 x+:但顶面是 E,所以如果 E 是 z+,那么 x+ 和 x- 是侧面。
当朝南时,东面是 x+,所以是 E_east 或类似的东西。
设当前顶面: T_curr = E
底面: B_curr = 7 - E (因为相对)
北面: N_curr (y+)
南面: S_curr (y-), N_curr + S_curr = 7
东面: E_curr (x+)
西面: W_curr (x-), E_curr + W_curr = 7
但当顶面是 E 时,E 是 z+,所以对于 x 和 y 方向,面是北、南、东、西。
在向南滚动时,我们滚动到南,但第二次滚动是向南,我们已经做过了。
第三次滚动是向东,而当前方向是南。
所以对于向东滚动:新顶面是当前的北面,N_curr。
但 N_curr 是朝南时骰子的北面。
在第二次滚动之后,顶面是 E,但 E 是原来的东面,而北面是某个面。
由于骰子没有滑动,面是固定的,但方向改变了,所以北面在第二次向南滚动之后发生了变化。
在第二次向南滚动之后:当向南滚动时,新顶面是原来的东面 E。
而且,在向南滚动之后,骰子现在朝南,所以新的方向是南。
在向南滚动时,旋转后,新的北面是原来的顶面?等等。
当向南滚动时:绕 x 轴旋转。
绕 x 轴顺时针旋转(从 +x 方向看,但 x 是东,所以从东看)。
当向南滚动时,骰子绕东西轴旋转,新顶面是原来的东面。
在旋转之后,新的相对方向。
在向南滚动之后,新顶面是原来的东面。
新底面是原来的西面?或者南面。
类似之前:绕 x 轴顺时针旋转 90 度(向南滚动)。
输入法向量,输出。
初始方向朝南,但滚动时,运动是向南,所以绕 x 轴(东西方向)旋转。
绕 x 轴顺时针旋转(从 +x 看)。
法向量:原顶面 (0,0,1) 在 (x,y,z) 中,但方向是南,所以局部坐标。
为简化,设局部坐标,其中运动方向是 -y,但使用固定坐标。
假设固定坐标:x 东,y 北,z 上。
在第二次滚动之后:骰子朝南,顶面是 E。
所以当前姿态:朝南,所以其前部(北)是 -y 方向?定义。
当朝南时,运动方向是 -y(南),所以骰子的北部面朝向 -y,但北部面是法向量指向 +y,但 +y 是北,所以当朝南时,北部面在左侧。
法向量:对于朝南的骰子,其北部面的法向量是 +y(北),但因为它朝南,+y 是左方。
东部面法向量为 +x(东),等等。
顶面法向量为 +z(上)。
当向东滚动时,滚动方向是东,即 +x。
所以绕 y 轴旋转(南北方向),顺时针(从上方看)。
绕 y 轴顺时针旋转 90 度。
当前法向量:
顶面: (0,0,1)
底面: (0,0,-1)
北: (0,1,0) // y+,但朝南时,北面在左侧
南: (0,-1,0) // y-,南面在右侧?朝南时,南面在运动方向,但法向量是 (0,-1,0),所以是向後。
但对于旋转,我们使用法向量。
绕 y 轴顺时针旋转 90 度:旋转矩阵,x' = xcos90 + zsin90 = 0 + z*1 = z
y' = y
z' = -xsin90 + zcos90 = -x + 0 = -x
所以对于法向量:
顶面 (0,0,1) -> (1,0,0) 在 (x',y',z') 中,所以是东部方向
底面 (0,0,-1) -> (-1,0,0) 在 (x',y',z') 中,所以是西部方向
北面 (0,1,0) -> (0,1,0) 北面
南面 (0,-1,0) -> (0,-1,0) 南面
东面 (1,0,0) -> (0,0,-1) 底面? (1,0,0) 输入, x' = z = 0, y' = 0, z' = -x = -1, 所以 (0,0,-1) 向下
西面 (-1,0,0) -> (0,0,1) 向上
所以新顶面: 原西面 -> 向上, 所以新顶面是原西面
新底面: 原底面 -> (0,0,-1) 但原底面是 (0,0,-1) -> (-1,0,0) 在 (x',y',z') 中,但 (-1,0,0) 是西部,但西部是 x-,所以新西面是原底面?我们来看:
新顶面: 原西面
新底面: 原东面(因为原东面 -> (0,0,-1) 向下)
新北面: 原北面
新南面: 原南面
新东面: 原顶面(原顶面 -> (1,0,0) 东方向)
新西面: 原底面(原底面 -> (-1,0,0) 西方向)
在第三次向东滚动时,新顶面是原西面 W。
但原西面是初始的 W。
在第二次滚动之后,顶面是 E,但 E 是初始的东面。
对于第三次滚动,新顶面是当前北面,但根据计算,是原西面。
但原西面是初始的 W。
类似地,对于南滚,新顶面是原东面。
但回到问题。
初始:顶面 T=3
第一次滚动东:新顶面 = 原北面 N
所以滚动之后,顶面是 N
现在,骰子朝东,和初始一样。
第二次滚动南:现在向南滚动。
当向南滚动时,新顶面 = 原东面 E
所以新顶面是 E
现在,骰子朝南。
第三次滚动东:现在向东滚动,但当前方向是南。
当向东滚动时,新顶面 = 当前北面。
当前方向是南,所以北面是哪个面?
在第二次南滚之后,顶面是 E,方向是南。
所以当前,北面是,例如,在朝南时,北面在左侧,所以是原来的北面或其它。
根据之前的计算,对于南滚:当向南滚动时,新顶面是原东面 E。
在旋转之后,新方向是南,新的北面是原顶面?在南滚之后,新北面是原顶面。
在南滚中:绕 x 轴顺时针旋转。
输入:朝南,顶面 (0,0,1)
绕 x 轴顺时针旋转 90 度:x' = x, y' = z, z' = -y?绕 x 轴旋转。
绕 x 轴顺时针旋转(从 +x 看)。
旋转矩阵:x' = x
y' = ycosθ + zsinθ
z' = -ysinθ + zcosθ
对于 θ=90,cos90=0,sin90=1
所以 x' = x
y' = y0 + z1 = z
z' = -y1 + z0 = -y
所以对于法向量:
顶面 (0,0,1) -> (0,1,0) 在 (x',y',z') 中,但 y' = z = 1, z' = -y = 0, x' = 0, 所以 (0,1,0) 是北方向(y+)
底面 (0,0,-1) -> (0,-1,0) 南方向
北面 (0,1,0) -> (0,0,-1) 底面? (0,1,0) 输入, x' = 0, y' = z = 0, z' = -y = -1, 所以 (0,0,-1) 向下
南面 (0,-1,0) -> (0,0,1) 向上
东面 (1,0,0) -> (1,0,0) 东方向
西面 (-1,0,0) -> (-1,0,0) 西方向
所以新顶面: 原南面 -> 向上, 但原南面 (0,-1,0) -> (0,0,1) 向上, 所以新顶面是原南面。
但原南面是 S,而 S 和 N 是相对的。
在向南滚动中,新顶面是原东面,但根据这个,新顶面是原南面。
我搞错了。
初始状态:假设骰子朝南,顶面是 T。
当向南滚动时,它向前倾倒,所以新顶面是原底面?不。
例如,如果顶面是1,前面(北)是2,南面是5,东面是3,底面是6。
向南滚动:骰子绕南边旋转,新顶面是东面3,底面变成地面,等等。
所以新顶面是原东面。
在计算中:输入顶面 (0,0,1) -> (0,1,0) 北方向,但北方向是 y+,不是上方向。
输出 (0,1,0) 是北方向,所以原顶面现在朝北。
原南面 (0,-1,0) -> (0,0,1) 上方向,所以新顶面是原南面。
但原南面是南面,法向量为 (0,-1,0),输出 (0,0,1),所以是新顶面。
但向南滚动时,新顶面应该是原东面。
矛盾。
对于南面:法向量 (0,-1,0),输入,输出 x' = 0, y' = z = 0, z' = -y = -(-1) = 1, 所以 (0,0,1) 上方向,所以新顶面是原南面。
但直觉上,当向南滚动时,新顶面应该是东面或西面。
我认为在旋转中,当向南滚动时,是绕 x 轴旋转,新顶面成为原东面或西面。
但根据矩阵,新顶面是原南面。
但原南面是南面,当朝南时,南面在运动方向,所以当向南滚动时,骰子可能倒向侧面。
我放弃了。对于这个问题,我将使用相对面方法。
初始顶面: 3
第一次东滚: 新顶面 = 原北面
设原北面为 A,所以新顶面 = A
第二次南滚: 新顶面 = 原东面,设原东面为 C,所以新顶面 = C
第三次东滚: 新顶面 = 当前北面,但当前方向是南,北面是第二次滚动后的面。
第二次南滚后,顶面是 C,方向是南,所以北面是,例如,在第一次东滚后,北面可能变成了其他面。
但既然我们知道相对面,而顶面在变化,我们可以考虑旋转的总效果。
路径: 东、南、东、北、东
每个滚动对应一个 90 度的旋转。
净旋转: 东, 南, 东, 北, 东
但北和南相反,东和西相反。
序列: 东, 南, 东, 北, 东
所以方向变化: 从东开始,向南,然后向东,然后向北,然后向东。
但骰子方向: 初始东,经过东滚后仍为东,经过南滚后为南,经过东滚后为南然后东,但东滚后方向改为东,所以朝东。
在第二次南滚后,方向为南,第三次东滚后,方向变为东,因为向东滚动。
类似地。
对于顶面,每个滚动,顶面变为与滚动方向垂直的相邻面。
但使用相对面。
初始顶面 3,所以对面是 4。
第一次东滚: 新顶面 = 北面,设为 N
所以现在顶面是 N,对面是 7-N
第二次南滚: 新顶面 = 东面,但东面是相对于当前方向。
南滚后,新顶面是原东面。
但原东面是初始的东面,设为 E。
所以新顶面 E
现在,顶面 E,对面 7-E
第三次东滚: 新顶面 = 当前北面
当前方向是南,所以北面是,在第二次南滚之后,北面是初始的北面还是其他?
在南滚之后,新北面是原顶面,因为旋转。
在第二次南滚中: 当南滚时,新顶面 = 原东面 E
新北面 = 原顶面 T = 3,因为在南滚后,新的北面是原顶面。
类似地,新东面 = 原北面 N,等等。
所以第三次东滚时,新顶面 = 当前北面,即第二次南滚之后的新北面,也就是原顶面 T=3。
所以新顶面 = 3
但3是初始顶面。
然后,在第三次东滚之后,顶面再次是3。
现在,骰子朝东,因为第三次东滚后,方向是东。
第四次滚动:北
向北滚动。
当前顶面是3。
向北滚动:新顶面 = 当前南面?根据标准,向北滚动时,新顶面是原西面。
但使用相对坐标。
当前方向朝东,顶面是3。
向北滚动:新顶面 = 原北面,但向北滚动时,新顶面是原西面。
设当前:朝东,顶面 3,所以北面是初始的 N,但 N 是第一次滚动后的顶面,但现在是第三次之后。
在第三次东滚之后,顶面是 3,方向是东,所以北面是初始的 N,因为净效果。
第三次东滚后,顶面是 3,方向是东,所以面与初始状态相同?初始顶面是 3,方向是东,所以是的,在第三次东滚之后,骰子回到初始状态,顶面是 3,方向是东。
位置不同,但方向相同。
然后第四次滚动:北
向北滚动:新顶面 = 原西面?对于北滚,新顶面是原西面。
初始时,西面是 W,而 W 是西,但不知道。
既然顶面是 3,北滚后,新顶面是西面。
但西面是 E 的相对面,因为东和西是相对的,但东面是 E,所以西面是 7-E。
但 E 是南滚后的顶面。
第五次滚动:东,但我们需要找到终点。
但顶面在变化。
第四次北滚:新顶面 = 当前西面
当前朝东,顶面 3,所以西面是 W,设为 W。
所以新顶面 W
然后方向变为北,因为向北滚动。
第五次滚动:东
向东滚动,新顶面 = 当前北面
当前方向北,顶面 W,所以北面是,在北滚之后,新北面是原顶面。
在第四次北滚中:当向北滚动时,新顶面 = 原西面 W
新北面 = 原顶面 3
等等。
但让我们列出所有滚动。
初始:顶面 3
东滚:新顶面 = 北面 N
南滚:新顶面 = 东面 E
东滚:新顶面 = 当前北面,但当前在第二卷之后,方向是南,北面是第二卷之后的新北面。
在第二次南滚之后:新顶面 = E
新方向:南
新北面:原顶面 T = 3(因为南滚后,新北面是原顶面)
新南面:原底面,但原底面是 7-E 或类似。
新东面:原北面 N
新西面:原南面 S
但 S = 7-N,因为北和南是相对的。
第三卷东:新顶面 = 当前北面 = 3(因为新北面是 3)
所以新顶面 = 3
新方向:东(因为东滚)
新北面:原西面,但原西面是 W,而 W 是西,但第二次南滚后,西面是原南面 S。
在第二次南滚之后,西面是 S。
东滚后:新顶面 = 原西面 = S
新北面 = 原北面,但原北面是 N,而 N 是第一次东滚后的顶面,但现在是第二次南滚之后的面。
在第二次南滚之后,北面是 3,如上所述。
在第二次南滚之后,北面是 3。
东滚时:新顶面 = 当前北面 = 3
新底面 = 当前南面
等等,但新顶面是 3。
然后新方向是东。
所以第三卷之后,顶面是 3,方向是东,与初始状态相同。
第四卷:北滚
当前顶面 3,方向东。
北滚:新顶面 = 当前西面?对于北滚,新顶面是原西面。
当前,西面是初始的 W,但面:顶面 3,所以西面是某个面,设为 W_curr。
但由于方向与初始相同,且顶面相同,所有面都与初始相同。
所以西面是 W。
新顶面 = W
新方向:北
新北面:原顶面 3,因为北滚后,新北面是原顶面。
第五卷:东滚
当前顶面 W,方向北。
东滚:新顶面 = 当前北面
当前北面:在第四卷北滚之后,新北面是原顶面 3,所以当前北面是 3。
所以新顶面 = 当前北面 = 3
然后新方向:东
所以第五卷之后,顶面是 3。
但终点在第五卷之后。
所以顶面是 3。
但初始时是 3,经过一圈后,又回到 3。
路径:东、南、东、北、东
从起点开始:东、然后南、然后东、然后北、然后东到终点。
在第三次东之后,回到初始状态,然后北、东。
但第四卷北:从东开始,向北滚动,所以新顶面是西面,但西面是 W,然后第五卷东:从北开始,向东滚动,新顶面是北面,但北面是 3,所以顶面是 3。
在第五卷之后,顶面是 3。
但终点在第五卷之后。
所以顶面应该是 3。
但问题是,在路径中,骰子是否回到了起点?不,位置不同,但方向相同。
在数值上,顶面是 3。
但让我们确认一下相对面。
初始顶面 3。
终点顶面 3。
但路径有转折,但净效果没有变化。
但序列是东、南、东、北、东,所以方向变化:东、南、东、北、东,所以净位移,但旋转:每个滚动是 90 度,总旋转:但方向恢复了。
对于骰子,面应该是一样的。
但让我们看看是否有滑动,但没有滑动,所以应该是一样的。
但也许在滚动中,面发生了变化,但在这个序列中,它又回到了原点。
第三卷东之后:顶面 3,方向东。
第四卷北:北滚,新顶面 = 西面,初始西面是 W,所以顶面 W。
然后方向北。
第五卷东:东滚,新顶面 = 北面,但北面是什么?在第四卷北滚之后,新北面是原顶面,但原顶面是 3,而北滚后,新北面是原顶面 3。
所以当前北面是 3。
新顶面 = 3。
所以是 3。
在第五卷东滚之后,顶面是 3。
所以终点顶面是 3。
但初始是 3,所以是同一个面。
但问题是要输出数字,所以是 3。
但也许我漏掉了什么。
在图中,有两个骰子,但上面一个的顶面是 3,下面一个没有指定,但路径相同,但起始方向不同?在下面部分,骰子也是朝右,但初始顶面可能不同,但问题中只有一个骰子。
也许对于下面的骰子,初始顶面不同,但问题没有说明,所以可能只针对上面那个初始顶面为 3 的骰子。
所以终点应该是 3。
但让我们检查一下答案。
也许路径长度有影响,但每个滚动都是一个方框,所以每个都是 90 度旋转。
总旋转:但序列是东、南、东、北、东,所以以东和北为主,但北和南抵消,东和西抵消,但这里有两次东,一次南,一次北,所以净方向是东,但骰子方向恢复了。
所以顶面应该和初始一样。
所以是3。
但初始是3,所以终点是3。
但问题是从3开始,结束于3。
但也许我需要确认一下。
另一个想法:在起点,顶面是3,但在终点,位置不同,但面是相同的。
所以我认为是3。
但答案可能不是3,所以也许我错了。
也许在滚动中,当它滚动时,在角落上,但每个滚动是独立的。
或者不滑动意味着它不会打滑,但会滚动,所以每一步都很好。
所以我认为顶面是3。
但让我们看看相对面。
初始:顶面3,底面4。
第一次东滚:新顶面北,设为N。
第二次南滚:新顶面东,E。
第三次东滚:新顶面,当前北面,第二次南滚后,北面是3,所以新顶面3。
第四次北滚:新顶面西,W。
第五次东滚:新顶面北,但北是什么?第四次北滚后,顶面W,方向北,所以北面是,北roll后,新北面是原顶面3,所以北面是3。
新顶面北,3。
所以是3。
在第五次东滚之后,顶面是3。
所以终点是3。
但也许对于终点,在第五次东滚之后,它位于终点,顶面是3。
所以数字是3。
但问题说“终点顶面将显示什么数字?”,所以是3。
但也许我需要把它框出来。
但一开始,顶面是3,结束也是3。
但也许在路径中,它滚到了不同的面,但在这个序列中,它又回到了3。
所以我认为是3。
但让我们看看图:路径是相同的,但下面部分的骰子可能初始顶面不同,但问题没有指定,所以可能不是。
也许对于下面部分,是用来展示路径的,但初始顶面没有给出。
所以我认为对于上面那个,结束是3。
所以数字是3。
骰子每对相对面上的数字和为 7,因此:
初始时,骰子在“Start”位置,顶面的数字为 3。骰子沿路径滚动,序列为:东(右)、南(下)、东(右)、北(上)、东(右)到“End”。每个滚动对应一个 90 度的旋转,且骰子不滑动,因此可以逐步跟踪顶面数字的变化。
因此,终点“End”位置骰子的顶面数字为 3。
3