三线形
射影平面上的基本图形
三线形(triangle of three lines)是射影平面上的基本图形,指平面上不共点的三条直线与其每两条直线的交点所组成的图形。三直线称为三线形的边,三点称为三线形的顶点。三点形与三线形实际上是同一图形的不同名称,它是自对偶图形。三点形(triangle of three points)指平面上不共线的三点及其每两点的连线所组成的图形,三个点称为三点形的顶点,三条直线称为三点形的边。
基本概念
平面上所有点的集合称为点场,该平面称为点场的底。平面上所有直线的集合称为线场, 该平面称为线场的底。其实,点场、线场在某种意义下都是平面的同义语,二维基本图形是点场与线场的统称。
除了以上基本的平面形以外,还有许多平面形,不胜枚举。举例如下:
三点形——三个不共线的点以及其中每两点连结而成的三条直线的集合,称为三点形,这三个点称为三点形的顶点,连结它们的直线称为三点形的边。
三线形——三条不共点的直线以及其中每两条直线的三个交点的集合,称为三线形。
平面射影几何的对偶原理
点与直线是射影平面上的基本元素,平面射影几何主要研究点与直线以及它们的相互关系,统称为结合关系。在一个仅涉及点与直线以及它们的结合关系的命题中,把点改成直线,直线改成点,结合关系也作相应的改变。例如,两点连线中点改成直线,直线改成点得到:两直线交点;又例如,三点共线改成三直线共点,这样改变以后得到一个新的射影几何命题,称为原命题的对偶命题,下面是一些互为对偶的命题:
(1)两点决定一直线,即过两不同点有且只有一条直线。
(1)'两直线有且只有一个交点。
(2)由不共线的三点及它们的两两连线构成的图形叫三点形。
(2)'由不交于一点的三直线及它们的两两交点构成的图形叫三线形。
(3)射影坐标下,三点A,B,C共线的充要条件是。
(3)'射影坐标下,三直线共点的充要条件是。
(4)如果两个三点形的对应顶点连线交于一点,则它们的对应边交点共线。
(4)'如果两个三线形的对应边交点共线,则它们的对应顶点连线共点。
(5)四点中总有三点共线(不成立)。
(5)'四直线中总有三直线共点(不成立)。
从上面可以看出,如果一个射影几何的关于点,直线以及它们的结合关系的命题是真实的,它的对偶命题也是真实的,对偶命题是相互的,即如果命题B是A的对偶命题,那么A也是B的对偶命题。上述对偶命题中(4)是Desargues定理,而(4)'实际上是它的逆定理。
在射影几何的对偶中,点与直线是最基本的对偶元素,“点在直线上”与“直线过点”是最基本的对偶关系。
对偶原理 在平面射影几何里,如果一个关于点和直线的结合关系的命题成立,则它的对偶命题也成立。
射影几何可以用公理法来定义并讨论,对偶原理也可用公理法证明。一种射影映射——对射,它把点变成直线,直线变成点,而点与直线的结合关系仍能保持,利用对射可以证明对偶原理,在射影坐标下,计算两点连线与两直线交点的方法、判断三点共线与三线共点的方法都是一样的,只要把点与直线的坐标互换。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 16:15
目录
概述
基本概念
平面射影几何的对偶原理
参考资料