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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

- 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 . )

.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

_

'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-