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Necesito ayuda para resolver un sistema no lineal de ecuaciones

Estoy tratando de resolver el siguiente sistema de ecuaciones no lineales. ¿Podría alguien darme amablemente algunos consejos sobre cómo puedo resolverlo?

$$ \left \{ \begin{array}{c} l^2= (x_3-x_4 )^2+(y_3-y_4 )^2+(z_3-z_4 )^2 (1) \\ (d_1+a_1)^2= (x_3-x_1 )^2+(y_3-y_1 )^2+(z_3-z_1 )^2 (2)\\ (d_2+a_2)^2= (x_3-x_2 )^2+(y_3-y_2 )^2+(z_3-z_2 )^2 (3)\\ (d_3+a_3)^2= (x_4-x_1 )^2+(y_4-y_1 )^2+(z_4-z_1 )^2 (4)\\ (d_4+a_4)^2= (x_4-x_2 )^2+(y_4-y_2 )^2+(z_4-z_2 )^2 (5)\\ z_4= z_3+l\sin() (6)\\ \end{array} \right. $$ Hay cuatro puntos. Las coordenadas del punto$1(x_1,y_1,z_1)$ y el punto$2(x_2,y_2,z_2)$ son conocidas. Quiero calcular las coordenadas del punto$3(x_3,y_3,z_3)$ y del punto$4(x_4,y_4,z_4)$. La distancia entre el punto$3(x_3,y_3,z_3)$ y el punto$4(x_4,y_4,z_4)$ es $l$ que se conoce. También se conoce $$ lo que significa el ángulo de inclinación entre el punto$3$ y el punto$4$. $d_1,d_2,d_3,d_4$ significa las distancias entre los puntos. Sin embargo, las distancias $d_1,d_2,d_3,d_4$ son valores estimados y los errores estimados son $a_1,a_2,a_3,a_4$. Los valores de $d_1+a_1,d_2+a_2,d_3+a_3,d_4+a_4$ se conocen. Basándose en las condiciones anteriores, ¿cómo obtener las coordenadas del punto $3(x_3,y_3,z_3)$ y del punto $4(x_4,y_4,z_4)$.


Para el Método de Newton, si no tengo los errores estimados a1,a2,a3,a4, se puede obtener la solución exacta.
$$ \left \{ \begin{array}{c} l^2= (x_3-x_4 )^2+(y_3-y_4 )^2+(z_3-z_4 )^2 (1) \\ (d_1)^2= (x_3-x_1 )^2+(y_3-y_1 )^2+(z_3-z_1 )^2 (2)\\ (d_2)^2= (x_3-x_2 )^2+(y_3-y_2 )^2+(z_3-z_2 )^2 (3)\\ (d_3)^2= (x_4-x_1 )^2+(y_4-y_1 )^2+(z_4-z_1 )^2 (4)\\ (d_4)^2= (x_4-x_2 )^2+(y_4-y_2 )^2+(z_4-z_2 )^2 (5)\\ z_4= z_3+l\sin() (6)\\ \end{array} \right. $$ Pero cuando tengo los errores estimados a1,a2,a3,a4, ¿funcionará la iteración de Newton? No puedo obtener el valor de d1,d2,d3,d4,a1,a2,a3,a4, puedo obtener el valor de (d1+a1),(d2+a2),(d3+a3),(d4+a4) $$ \left \{ \begin{array}{c} l^2= (x_3-x_4 )^2+(y_3-y_4 )^2+(z_3-z_4 )^2 (1) \\ (d_1+a_1)^2= (x_3-x_1 )^2+(y_3-y_1 )^2+(z_3-z_1 )^2 (2)\\ (d_2+a_2)^2= (x_3-x_2 )^2+(y_3-y_2 )^2+(z_3-z_2 )^2 (3)\\ (d_3+a_3)^2= (x_4-x_1 )^2+(y_4-y_1 )^2+(z_4-z_1 )^2 (4)\\ (d_4+a_4)^2= (x_4-x_2 )^2+(y_4-y_2 )^2+(z_4-z_2 )^2 (5)\\ z_4= z_3+l\sin() (6)\\

Según la ecuación(2) menos la ecuación(3), podemos obtener un plano P1. El punto3 está ubicado en la intersección del círculo de intersección entre el plano P1 y la esfera Punto1. De manera similar, al restar la ecuación(4) con la ecuación(5), el punto4 está ubicado en otro círculo de intersección. Lo que quiero preguntar es cómo usar la ecuación(1) y la ecuación(6) para construir una función de costo. ¿Si recorro las coordenadas en los círculos de intersección, obtendré la solución óptima?

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Se establece $\mathbf{x}_0$ en algún valor inicial razonable, por ejemplo \begin{align} \mathbf{x}_0&=\left[\begin{array}{c}x_1\\y_1\\z_1\\x_2\\y_2\\z_2\end{array}\right] \end{align} y luego se itera $\mathbf{x}_{i}=-\left[\frac{\partial\mathbf{F}}{\partial\mathbf{x}}(\mathbf{x}_{i-1})\right]^{-1}\mathbf{F}(\mathbf{x}_{i-1}),~i=1,2,\dots$ hasta la convergencia, donde \begin{align} \mathbf{x}&=\left[\begin{array}{c}x_3\\y_3\\z_3\\x_4\\y_4\\z_4\end{array}\right],~ \mathbf{F}(\mathbf{x})=\left[\begin{array}{c} (x_3-x_4)^2+(y_3-y_4)^2+(z_3-z_4)^2-l^2\\ (x_3-x_1)^2+(y_3-y_1)^2+(z_3-z_1)^2-(d_1+a_1)^2\\ (x_3-x_2)^2+(y_3-y_2)^2+(z_3-z_2)^2-(d_2+a_2)^2\\ (x_4-x_1)^2+(y_4-y_1)^2+(z_4-z_1)^2-(d_3+a_3)^2\\ (x_4-x_2)^2+(y_4-y_2)^2+(z_4-z_2)^2-(d_4+a_4)^2\\ z_3-z_4+l\sin\theta \end{array}\right],\\ \frac{\partial\mathbf{F}(\mathbf{x})}{\partial\mathbf{x}}&=\left[\begin{array}{cccccc} 2(x_3-x_4)&2(y_3-y_4)&2(z_3-z_4)& -2(x_3-x_4)&-2(y_3-y_4)&-2(z_3-z_4)\\ 2(x_3-x_1)&2(y_3-y_1)&2(z_3-z_1)&0&0&0\\ 2(x_3-x_2)&2(y_3-y_2)&2(z_3-z_2)&0&0&0\\ 0&0&0&2(x_4-x_1)&2(y_4-y_1)&2(z_4-z_1)\\ 0&0&0&2(x_4-x_2)&2(y_4-y_2)&2(z_4-z_2)\\ 0&0&1&0&0&-1\\ \end{array}\right]. \end{align}

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