4.3 叙述直线?到??上射影变换定义的对偶定义和§4中定理10、15、16的对偶定理。 (略)
4.4 试求把点(1,0,1),(2,0,1),(0,1,1)和(0,2,1)分别映射为d1,d2,d3和e的直射变换,并且诱导出线变换和逆变换。
20?120?1??21答:?x??x2?? ?221?0
??2?20??2?20???2?20???诱导变换:????00?2
???2?1?2????202??12?2?????????22?2逆变换:?x?x???20?1? ????
?0?2?2??010?????4.5试求射影变换,它依次把
(1)d1,d2,d3和e变为(?1,1,1),(1,?1,1),(1,1,?1),(1,2,3) (2)d1,d2,d3变为(?3,1,1),(1,?2,1),(1,1,?1),而e保持不变。
?555??5?55???答:(1)?x??x?4?44? ?4?44?0
?33?3?33?3???933??933??? (2 )?x??x?4?84? ?4?84?0
?66?6?66?6??5.1 求交比R(y,z;u,v),已知y,z,u,v依次是: (1)(1,?1,?1),(2,1,?8),(1,0,?3),(0,?1,2); (2)(0,?2,1),(2,1,?1),(?6,1,1),(2,?1,0) 答:(1)?2;(2)
3。 25.2 证明:点x?(1,4,1),y?(0,1,1),z?(2,3,?3)在一条直线?上,并求?上的一个点w,使得
?)? 4 R(x,y;z,w证明:设z??x??y,则??2,??5,所以x,y,z共线。若w??1x??1y,则R(x,y;z,w)???1?28??4,∴1??4(?)? ??2?1555(0?,1,1) (8所以 w?8x?5y?8(1,4,?1)5.3 试证:一直线上的四个不同点的交比经过中心射影保持不变。
证明:设y,z,u,v是直线?上的四个不相同的点,而??是与?不同的直线,a是不在?上也不在??上的任一点,以a为中心,用中心射影法,把y,z,u和v映射为??上的点y?,z?,u?和v?,四条射线一次是?,?,?,?,根据定理19,
有R(y,z;u,v)?R(?,?,?,?)
?,z?;u?,v?? R(y)∴ R(y,z;u,v?)?R(?,?,? ,R?(y?,z?;u? ,v 5.4 设a,b,c,d是直线上四个不同点,已知R(a,b;c,d)?3,求这四点交比的其他可能值。
答:
1123,?2,?,,。 32325.5 设y,z,u是直线上射影直线上的参考点,(u是单位点),若R(y,z;u,v)的值为(1)2;(2)
3,求点v的齐次射影坐标。 2答:(1)(2,1) (2)(3,2)
u?(?1,1),v?(1,0),5.6 设直线上四个点的齐次射影坐标为y?(2,1),z?(1,2),
求R(y,z;u,v)
答:2
5.7 设直线上三个点的齐次射影坐标为y?(2,1),z?(1,2),u?(?1,1),
R(y,z;u,v)?2,求v点的坐标。
答:(1,0)(?,0),?为任意非零常数。
5.8 已知直线上四点的非齐次射影坐标为x?0,y?5,z?2,w?3,试求交比的
所有可能值。
答:
495954,,,,?,?。 9495455.9 已知线束里直线的非齐次射影坐标为??1,??1,??3,???2,求2R(?,?;?,?)
答:
3 25.10 一直直线上五个不同的点ai,i?1,2,3,4,5,求证:
R(a1,a2;a3,a4)·R(a1,a2;a4,a5)·R(a1,a2;a5,a3)?1(利用定理23)
5.11 试证笛卡儿平面上共点a的四条直线?,?,?,?的交比为R(?,?;?,?)?sin(?,?)?sin(??,)
sin(?,?)?sin(??,)这里(?,?)表示以a为顶点,它的方向从?到?,(?,?)?为始边,?为终边的有向角,
等记号的意义与此相同。
证明:由a作?的垂线段,记它的长为h?0,应用三角形的面积公式。
S11yu?h?ayausin(?,?) ① agu2211Sazv?zv?h?azavsin(?,?) ②
2211Sazu?zu?h?azausin(?,?) ③
2211Sayv?gv?h?ayavsin(?,?) ④
22?①?②yu?zvsin?(?,?)s?in?(,?:得
③?④zu?yvsin?(?,?)s?in?(,))而
yu?zv?R(y,z;u,v)?R(?,?;?,?)
zu?yvsin(?,?)?sin(?,?)
sin(?,?)?sin(?,?)∴R(?,?;?,?)?5.12 试证y??z关于y、z的调和共轭点是y-λz.
证明:设所求的第四调点是v??1y??2z,则
R(y,z ; y+λz,?1y??2z)=-1 (?1?0、?2?0) ∴
??1??1,∴?2????1 ?2∴ v??1y???1z??1(y??z)?y??z.
5.13 试证:?:x1?x2?x3?0 ?:3x1?x2?x3?0,?:x2?2x3?0共点,求?关于?和?的调和共轭直线?。 答:3x1?2x2?x3?0
5.14 已知线束a里的三条直线?,?,?,试画出第四调和直线。
解:作任意直线?(不过a),?交?,?,?,于点y,z,u,在?上作y,z,u的第四调和点v,连结av??就是所求的直线。
判别下列个点对哪些是不分隔的?哪些是分隔的?
(1) (1,0),(0,1)和(1,1),(1,2) (2) (1,0),(0,1)和(3,2),(2,-5) (3) (3,2),(2,4)和(-1,1),(1,3) (4) (3,1),(1,2)和(2,1),(0,1)
答:(1)不分隔;(2)分隔;(3)不分隔;(4)分隔。
5.6 设y,z,u,v是直线?上的四个不同点,如果y、z?u、v,试证:y、u?z、v,
y、v?z、u
证明:∵R(y,z;u,v)???0, ∴R(y,u;z,v)?1?a?0 ∴y,u?z,u 5.5
R(y,v;z,u)?1?1??0,∴y、v?z、u。
6.1 利用迪沙格定理证明下列初等几何中问题。、
(1) 设平行四边形EFGH的顶点在另一个平行四边形ABCD各边上,试证这两个平
行四边形的四条对角线相交于一点。
(2) 四边形的边AB,BC,CD和DA上各有一点,
顺次是E,F,G和H。如果BD,EH和FG相交于一点M,则AC,EF和HG也相交于一点。 证明:(1)观察?AEH和?CGF,AE||CG,EH||GF,HA||FC,就是说,三对对应边的交点在一条直线上,即无穷远直线上,由笛沙格定理的逆定理,AC、EG、HF共点。 再看?BFE和?DHG,BD、EH、FG交于一点M,BE?DH?A,EF?HG?M,BF?DG?C三点共线。
所以,AC通过EF,HG的交点N。
6.2 设A,B,C,D共线。O是AC的中点,若OC是OB和OD的比例中项,则
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