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[111] を [001] に移す行列を求め、その逆を取ればよいのですが、
今の場合、長さが 1 から、√(1^2+1^2+1^2)=√3 に変わりますので、
伸び縮みの変換も必要となります。
先ず、z軸の回りに [111] を π/4 回転させ、y-z平面上に移します。
そうすると、 [111] の点の y座標は √2、z座標は 1 となります。
それを、次に、x軸の回りにある角度回転させ、z軸に合わせます。
その角度は、今分かりませんが、それでも構いません。というのは、
y-z平面における y座標、z座標が分かっていて、その角度をθとすると
sinθ、cosθが分かるからです。
スペースを節約するため、
sin(π/4) = cos(π/4) = 1/√2 = a
sinθ= √2/√3 = b、cosθ= 1/√3 = b
と書くことにします。
始めの回転(z軸の回りに [111] を π/4 回転)では、
[ a -a 0 ][1] = [0 ]
[ a a 0 ][1] [2a]
[ 0 0 1 ][1] [1 ]
後の回転(x軸の回りにθ回転)では、
[ 1 0 0 ][ 0 ] = [0 ] = [ 0 ]
[ 0 c -b ][2a] [2ac-b] [ 0 ]
[ 0 b c ][ 1 ] [2ab+c] [√3]
これらの行列の積は、
[ a -a 0 ]
[ ac ac -b]
[ ab ab c ]
これの逆行列は、
[ ac^2+ab^2 ac ab ]
[-ab^2-ac^2 ac ab ]
[ 0 -2a^2b 2a^2c ]
これらに数値を代入すると、
[ 1/√2 1/√6 1/√3 ]
[-1/√2 1/√6 1/√3 ]
[ 0 -√(2/3) 1/√3 ]
これは、1/√3 倍に縮んだものですので、[111] と合わせるには
√3 倍すればよいのです。
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