高等几何答案 联系客服

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(x,y)为笛氏坐标,(x',y')为仿射坐标。

?x???1x??2y??0?y???x??y??120笛氏到仿射的变换式为:??1?2?0(2)?1?2

设其逆变换为:

?x?a1x??a2y??a0?y?bx??by??b120?a1a2?0(3)b1b2 将(3)式代入(1),得

A(a1x'+a2y'+a0)+B (b1x'+b2y'+b0) +C=0, 即:(Aa1+Bb1)x'+(Aa2+Bb2)y'+Aa0+Bb0+C=0, 记为:Ax??By??C?0 是x',y'的一次式。

其中A =Aa1+Bb1, B =Aa2+Bb2, C=Aa0+Bb0+C0

且A,B不全为0,若不然,Aa1+Bb1=0,Aa2+Bb2=0

?a1b1a2a?0与1b2b1a2?0矛盾。b2

11、利用仿射变换式,试求在仿射变换下,三角形的面积是怎样改变的?

(从而明确1.2定理5所指常数的意义)。

解:ΔA1A2A3和ΔA'1A'2A'3的面积分别以S, S'表示,

?x11?S??x22?x3x11?x22x3?1y1?1y2?1y3y11a11y21a12y31a13a21a22a2300=

1a11x2?a12y2?a132a11x3?a12y3?a13a11x1?a12y1?a13a21x1?a22y1?a231a21x2?a22y2?a231a21x3?a22y3?a231

1S??DS??D12S(常数)

这结果与§1.2系2一致,三角形(从而多边形或曲线形)的面积经仿射变换后乘以一个常数k,此地进一步明确了这常数就是仿射变换

式的行列式的绝对值,仿射变换式不同,这常数也不同。

12、在等腰梯形中,两底中心,两对角线交点,两腰(所在直线)交点,这四点显然共线(在对称轴上),试用仿射变换于此图形,得出什么推广了的命题?

解:设E,F,Q,P分别是等腰梯形ABCD下底,上底的中点,对角线交点,要腰所在直线交点,T为仿射变换, 则梯形ABCD?梯形A'B'C'D',E?E'为B'C'中点, F?F'为A'D' 中点。

∵(BDQ)=(B'D'Q'),(ACQ)=(A'C'Q'), (BAP)=(B'A'P'),(CDP)=(C'D'P')

且E,Q,F,P共线,∴由结合性得E',Q',F',P' 四点共线,但直线P'E'已不是对称轴(图4)。由此得出,任意梯形上、下底中点,对角线交点,两腰所在直线交点凡四点共线。

TTT图(4) 13、求仿射变换

?x??3x?y?4y??4x?2y的自对应点和自对应直线;

2x?y?4?04x?3y?0?解:求自对应点:设x=x', y =y',因此得

解得自对应点的坐标为x=-6,y=-8。

求自对应直线,设任意直线l(u,v,w)在所给的变换下的像1' 的方程为:

u'x'+v'y'+w'=0

u' (3x-y+4)+v' (4x-2y) +w' =0,或(3u'+4v')x-(u'+2v')y+4u'+w'=0。 若1为自对应直线,则u=λu',v=λv',w=λw',因此

?3u??4v???u???3???u??4v??0????u??2v???v????u???2???v??0(1)??4u???1???w??0?4u??w???w??

因为u',v',w'不全为零,所以方程组(1)有非零解。

3???14?2??0001???0故4 解得λ1=2,λ2=-1,λ3=1,

将λ1=2代入方程组(1),得u'= 4, v' =-1,w' =16。

将λ2=-1代入方程组(1),得u'=1, v'=-1,w'=-2。 将λ3=1代入方程组(1),得u'=0, v'=0,w'=1。 就本章内容而言,λ=1时,自对应直线不存在,故所求自对应直线为:

4x-y+16=0和x-y-2=0。

AS第二章 欧氏平面的拓广 1、证明中心投影一般不保留共线三点的简比。

BB1CC?证:设△SAC为等腰三角形(SA=SC),SB⊥AC, 过A作一射线平行于SC交SB的延长线于B1, 交SC于C∞(图5),则A,B1,C∞在中心S的投影下分别是A,B,C的像点, ∵(ABC)=

AC?2BC,

而(AB1C∞)=

AC??1B1C?,

∴(ABC)≠(AB1C∞), 即中心投影一般不保留共线三点的简比。 2、以下面的坐标表示的直线是怎样的直线? (1)(1,1-1); (2)(1,-1,0);(3)(0,1,0)。

解 利用点线结合方程:u1x1+u2x2+u3x3=0.

(1) ∵u1=1, u2=1, u3=-1, ∴x1+x2-x3=0,非齐次化为:x+y-1=0.

(2) x1-x2=0或x-y=0。(3)x2=0或y=0是x轴的方程。 3、求联接点(1,2,-1)与二直线(2,1,3),(1,-1,0)之交点的直线方程。

解 先求二直线(2,1,3),(1,-1,0)的交点坐标: x1:x2:x3=

33221::?3:3:?3?1:1:?1?10011?1 1

再求两点(1,1,-1),(1,2,-1)的联线的坐标:

1?1?1111::?1:0:12?1?1112u1:u2:u3=

所求直线方程为:x1+x3=0或

x+1=0

4、求直线(1,-1,2)与二点(3,4,-1),(5,-3,1)之联线的交点坐标。

解:先求二点(3,4,-1),(5,-3,1)的联线坐标: u1:u2:u3=

?1?1334::?1:?8:?29?31155?3 4再求二直线(1,-1,2),(1,-8,-29)的交点坐标: x1:x2:x3=

11?1:?45:31:?7?8?29?2911?8

:?122C?所求交点坐标为(45,31,-27)。