Файл: Хатипов А.Э.-А. Курс проективной геометрии пространств с распадающимся абсолютом учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.07.2024
Просмотров: 95
Скачиваний: 0
- 32 -
ческом смысле равноправно с евклидовой геометрией.
Подобным образом могут быть определены угол между прямыми и плоскостями в пучке прямых и пучке плоскостей.
Выразим теперь определения расстояний и углов с помощью координат точек, прямых и плоскостей.
|
Введем |
на прямой проективные |
координаты |
и возь |
||||||
мем невыроядающийся образ второй степени |
і о . (2 , ІО) |
|||||||||
|
3)еІ, IЛ ij=І |
-фо |
oyj |
“ Я. |
</*. |
і а . |
||||
где |
|
C L ijJ a .ji |
. Из |
в качестве |
фундаментального образа, |
|||||
причем |
|
|
|
(2,10) мы |
определим пару фундаменталь |
|||||
ных точек с |
координатами |
|
|
|
|
Уі = - |
X |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
J l/ |
|
и |
|
|
|
|
|
||||
•6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
t |
|
|
|
обозначая |
координаты |
точек |
г |
|
и |
|
через |
|
|
|
||||||||
и Z ( |
Теперь, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
JLt |
и |
|
согласно |
(1 ,1 0 ), |
определим |
расстояние |
между точ |
и |
|||||||||||||||
ками |
|
Mt, |
относительно |
фундаментальных точек |
А (.* ,'7х і ) |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Далее, обозначим |
точку прямой линии координатами |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
= |
у ; |
|
• |
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тогда |
значения |
-л, |
и |
|
|
параметра |
|
соответствующие |
фунда |
|
|||||||||||||
ментальным |
точкам |
«Ä(( * / ,* * ) « |
|
|
х £ ) |
,мы |
найден |
при |
по |
|
|||||||||||||
мощи (2 ,1 0 ): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
или |
Z |
% |
|
|
* + 74 |
|
|
|
^ |
?' z *) |
+• |
|
|
|
+ |
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
•fО-2. <***.<•!», |
|
|
|
с ^ |
|
|
|
+ ^ |
z z ; = О ■ |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
+г7'*0(.Ух. + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
или, |
|
^ |
|
I *4»*1Тр + 2TVI |
^ 2/Э-к £ |
|
|
^ |
= о |
|
|
||||||||||||
согласно |
(2 ,1 0 ), |
|
|
|
= |
0 - |
|
|
|
|
|
|
|
(3,10) |
|
||||||||
|
? ? J lZ L 4- |
*■ > |
мы, |
согласно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
йэ этого уравнения |
( 2 ,4 ) , найдем |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
= C ‘ U ( І Я Д , .£ *) * с & - = |
|
< v |
fl; |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 33 -
(4,1 0 )
Отметим, что здесь подкоренные выражения могут быть переписаны в следующем виде:
л |
i L ,13 |
( А * і - *,& ) |
(5,10) |
Для пучков прямых и пучков плоскостей применимы хе же рассуждения, что для прямой линии. Пусть уравнения обеих фундаментальных пряшх или плоскостей имеют вид:
и. " t- |
^ U-ji - |
t ^ |
4 щ |
® |
где £ i t |
Тогда угол |
между двумя |
прямыми пУ |
и-цг и |
плоскостями определяется соотношением: . |
|
|
W (' іг, иг) - е
Примем на плоскости в качестве фундаментального образа невырождающееся коническое сечение.В этом едучае расстоя
ние между |
двумя |
точками |
Л , |
и Л |
|
|
|
|
|
|
|||||||
СУс и Z ;) |
мы |
получим, |
найдя |
|
соеди |
|
|
|
|
|
|
||||||
точки пересечения |
прямой, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
няющей точки |
ус |
|
и. |
г,- |
, с |
фундамен |
|
|
|
|
|
|
|||||
тальным коническим |
сечением. |
касается |
конического |
сечения, |
|||||||||||||
Случай, когда |
эта прямая |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
называется |
изотропным. В общем |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
случае, точки прямой, |
соединя |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ющей точки |
y. |
и |
2 |
4-, будут |
иметь |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
координаты |
|
+ 'K Zc |
и для |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
расстояния |
между |
точками |
-М.,жЛг |
||||
|
|
|
|
>И4) |
•— с |
@п,будем иметь_____________ |
|
|
|||||||||
Для |
|
(Л , |
|
|
Р-Х* |
|
Z o |
~ ^ ”^~z z ' |
|||||||||
изотропной прямой |
|
5 |
X L ^ 'j'L ^ |
|
|
||||||||||||
(так как |
в этом |
случае>(="> ) |
и, согласно |
(4 ,1 0 ), |
будем |
иметь
( • Д ,Л 4-) = С іц |
= С ^ И .4 » 0 ; |
(7,10) |
так что расстояние между двумя точками но изотропной прямой равняется нулю, если, разумеется, ни одна из точек не совпа дает с точкой прикосновения. В последнем случае Л а і- е и расстояние , согласно (7 ,1 0 ), становится неопределенным.
Формулы для угла между двумя прямыми и- , ь ' мы получим двойственным путем, обозначая урав нения фундаментального конического сечения через
|
~ |
|
|
= 0 , |
|
|
( UК*- j.t W ) |
~ |
e ' . |
8 , I Q |
|
Если |
прямые И», ѵ пересекаются |
на |
*Р чѵ -~ |
сечении, |
|
самом |
коническом |
||||
то угол между ними обращается в нуль ( в |
случае, если |
ни од |
|||
на из |
прямых не является изотропной). |
|
|
Остается рассмотреть вопрос для случая пространства. В этом случае для расстояния между двумя точками и угла между двумя плоскостями пространства мы получим такие же формулы,
только в данном случае |
индексы |
принимают |
значения от |
і |
до V . |
|||||
Формула |
(4,10) |
для расстояния |
может |
быть представлена |
||||||
в .другом виде. |
|
|
|
|
d+i |
|
|
|
|
|
Согласно |
формуле |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
имеем |
•л |
|
=■ |
|
-5==, |
|
|
|
|
|
Ы |
л. |
2 и «.гг cos |
|
(9,10) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
Эту формулу можно представить и в виде арксинуса |
||||||||||
|
( Ä , Mt ) |
^ |
2 |
иге 5 |
|
|
ю , Ю ) |
Предполагая, что уравнения фундаментальных образов даны
- 35 -
не в общем виде: 2. < 3 ^ ■ • = о, а в виде суммы квадратов , например как в формулах (9,7) или (1 0 ,7 ), мы можем написать формулу (9,10) и (10,10) еще проще.
В случае прямой линии уравнения пары комплексно-сопряжен ных или пары действительных точек можно переписать в виде
1г Л
X.j *Г 2 >чJ —О 1
где |
€= |
г і |
. Поэтому |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Л 33 = |
L |
|
і |
|
-Ö-iz = У, zi -+■ |
|
|
|
||||
|
2// |
с . |
|
—- |
>2-2 |
|
|||||||
|
|
|
= |
Л |
алс с |
к J3.1Z‘ + |
|
= |
С и , іо ) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
= |
XU - |
«нс £ :и , |
М Та,1 -г |
|
|
' |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( z , l -hi z L) |
|
|||
|
В случае плоскости уравнения нулевой или овальной линии |
||||||||||||
можно переписать в виде |
|
X j |
|
|
|
|
|
||||||
где |
і - |
|
|
st, |
+ |
+ i |
~ 0 f |
|
|
|
|
||
|
± 1 '. Поэтому |
|
|
|
+.4xZx |
|
|
|
|||||
|
С м ■І М Х ') = |
і |
• Я Л Сй & , $V '— |
—- - - - -- - — |
|
|
|||||||
|
І с |
ЧІ- -+ |
* |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1л/ |
|
|
согласно |
|
|
п .2 ° . Вырождающиеся мероопределения. На прямой, |
||||||||||||
(10,7) |
, существует только |
|
один вырождающийся |
образ |
- дважды |
взятая точка. Этот образ мы положим в основу мероопределения в качестве фундаментального образа. В данном случае определи
тель уравнения |
-Я- |
^ іѵ^ |
^ |
х ( х4 |
ft |
Xj ~ О |
согласно |
||
принимает вид ß e ti^J l= |
л » |
|
= |
0 |
і поэтому, |
||||
(5 ,1 0 ), получим |
- |
|
= 0 |
|
|
|
|
||
|
|
Л J2. |
|
|
|
|
|
||
а , согласно (4,10) |
, имеем |
i а |
° * |
|
|
(12,10) |
|||
Такое |
( І І , Л |
) - |
с h |
|
|
||||
значение |
принимает |
р а с с т о я н и е ^х. ) |
.Ин сопоставим |
||||||
этот |
результат |
с мероопределением |
, основанным на паре |
точек |
|
|
|
- |
36 |
у Я e t /сі.у j = 0 |
, |
Выражение |
|||||
|
X* |
|
= о |
|
» г д е |
|||||||
для расстояния между точками |
вид |
и z |
в этом |
случае, |
согласно |
|||||||
(10,10) |
и (5,10) принимает |
|
\ O-^SX |
a-uL |
-_a,f |
, |
||||||
Это |
(Л,Я,_) |
ЗсС •CLtC W t |
|
|
||||||||
выражение модет быть преобразовано. СближаЕМ обе |
||||||||||||
фундаментальные |
точки; тогда |
о,і |
будет неограниченно прибли |
|||||||||
жаться к |
л * йгі |
и |
Д м |
|
^ |
Х( |
+■•JSäti . *t |
; поэтому |
прев |
|||
ращается |
в квадрат |
выражения |
|
|
|
|||||||
ж |
-<Ч> |
= хГа-. |
Л, |
• + |
■ |
З . |
|
|
|
|
|
|
Л Z 2 |
= |
2.' |
■+.чГ с С t |
.Z L |
|
|
|
|
|
И так как при этом аргумент аркси.ѵуса становится сколь угодно малым и поэтому можно зѳменитьарксинус этим аргументом, то имеем
|
(Л, А ) |
- ^ |
|
|
|
I t |
“ “ i1t |
большие |
значения и объединяя |
|||
Приписывая |
с |
всеz iбольшие и |
||||||||||
его |
с множителем |
|
і |
а , а , |
в новув конечную постоянную |
|||||||
і< |
, |
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
М Іі Л — К __________ — |
z i3 t. |
|
|
|
|
|||||
1 |
1 |
|
CVTÖ : - ^ |
|
|
|
|
|
||||
|
Теперь дважды взятая точка, положенная в основу нового |
|||||||||||
мероопределения,• л - * * |
определяется= ( ЧГ < Ѵ |
*уравнением, + *Ч S Lл) ц =. •° |
||||||||||
ж поэтому имеет координаты |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
*i |
_ |
'Ц'чГ^<ГtA r |
|
Q-a- o |
|
||||
|
|
|
>»* _ |
|
|
|||||||
|
Возьмем в качестве фундаментальной точки бесконечно уда |
|||||||||||
ленную точку прямой, |
т .е . подоим |
|
|
; тогда получим |
||||||||
|
|
( |
К А |
\ - |
~ |
~ |
~ г ~Z|—^ - |
|
|
|
||
|
|
U i,- * ,.)- |
AJA |
|
|
|
|
|
||||
рии |
Этой формулой определяется расстояние в евклидовой геомет |
|||||||||||
.Действительно, |
для расстояния |
£ |
в однородных коорди |
|||||||||
натах имеем |
<U |
Эі_ _ |
|
zj. |
- |
5lzi- |
|
|
|