设有点和直线所组成的图形,将此图形中各元素改为它的
对偶元素,各作图改为对偶作图。其结果形成另一图形,这两个图形叫做对偶图形(dual figures)。
简介
对偶图形(dual figures),具有特定关系的两个图形。指成对偶对应的几何图形。射影几何中一个图形与把其中的各个几何元素换成对偶元素,把其中的各个运算换成对偶运算而得到的另一个图形间的关系。
例如,在
射影平面上,把由点和直线所组成的一个图形中的各元素改为它的对偶元素,各运算改为它的对偶运算,其结果形成另一个图形,这两个图形称为对偶图形。又如在
三维射影空间中,把由点、直线和平面所组成的一个图形中各元素改为它的对偶元素,各运算改为它的对偶运算,其结果形成另一个图形,这两个图形称为空间中的对偶图形。
其中对偶元素是
射影几何的一个数学术语,指射影几何中元素间的一种特殊关系。在射影平面上,点与直线互为对偶元素。在
三维射影空间中,点与平面互为对偶元素,直线的对偶元素仍是直线。
相关定义
定义1,“点”与“直线”叫做射影平面上的对偶元素。
定义2,“过一点作一直线”与“在一直线上取一点”叫做对偶作图。
定义3,设有点和直线做组成的图形,将此图形中各元素改为它的对偶元素,各作图改为对偶作图,其结果形成另一图形,这两个图形叫做对偶图形。
由此定义可知,点列和线束是对偶图形,如右图1所示。
属于同一平面的所有点的集合叫点场(点域),所在平面叫点场的底。点场的对偶图形是属于同一平面的所有直线的集合,叫做线场(线域),所在平面叫做线场的底。
点列和线束叫做一维基本形。点场与线场叫做
二维基本形。
举例
作出下列图形的对偶图形。
其对偶图形如下图1所示。
作为对偶图形的例子,我们引进后面常用的一些简单平面图形及其对偶图形。
简单四点形
由四个点(其中无三点共线)以及连结其中任意两点的六条直线所组成的图像叫完全四点形(右图a)。这四个点叫定点,六条直线叫边,没有公共顶点的两边叫对边,共有三对对边,三对对边的交点叫对边点,它们构成一个三点形,叫对边三点形。
简单四线形
由四条直线(其中无三线共点)以及其中任意两条直线的六个交点所组成的图形叫完全四边形(右图b)。这四条直线叫边,六个点叫顶点,不在公共边上的两顶点叫对顶,共有三对对顶,三对对顶的连线叫对顶线,它们构成一个三线形,叫对顶三线形。