射影测度
数学术语
射影测度(projective measure)是射影几何的一个术语,距离的射影测度(射影距离)和夹角的射影测度(射影角度)合称为射影测度。射影测度是凯莱(A.Cayley)于1859年建立的,1871年,克莱因(C.F.Klein)利用射影测度的概念来说明非欧几何学。非退化的二阶曲线有实虚两种情况,若绝对形为非退化的实二阶曲线,则可构成罗氏几何;若绝对形为非退化的虚二阶曲线,则可构成黎氏几何,这两种几何合称非欧几何,这样非欧几何就可以从射影测度的概念导出,因为射影测度是由交比来定义的,它属于射影性质,所以非欧几何可以利用射影测度从射影几何导出。
基本介绍
1859年A.凯莱将拉盖尔思想进一步发挥,得到角的射影测度的概念。将拉盖尔公式中的一对圆点,看作是变态(退化)的二级曲线,并以常态(非退化)二级曲线来代替。1871年F.克莱因首先发明使用射影测度来说明非欧几何。简单来说,他在复射影平面上的实绝对形内部,规定了一些具体概念,定义射影测度后,作成了一个罗氏几何的射影模型即克莱因模型,在这个模型里。罗氏几何的全部公理都能够得到解释,因而罗氏几何的全部概念和定理都能在模型中体现出来。
相关概念与定理
在平面内,取定一条常态二级曲线,并选定一常数k(k≠0)。对于平面内的任意两条直线a、b,从它们的交点引的两条切线t1、t2(图1),作函数
因为二直线a、b确定以后,它们的交点也就唯一地确定,二切线t1、t2随即也被确定,由于
所以函数由二直线a、b唯一确定(除符号外)。利用交比的性质,可以验证函数满足下列三个条件:
1.,
2.;
3.若直线a、b、c相交于一点,则
定义1 函数称为二直线a、b的有向夹角的射影测度,简称为射影角度。预先规定的二级曲线f称为这测度的绝对形,常数k称为测度系数。
下面我们研究射影角度的表达式。
设二级曲线(给定的绝对形)的方程为
二直线a、b的坐标分别为及,由a、b的交点所引的二切线t1、t2(它们a、b属于同一线束)的坐标可以表为
由于与二级曲线相切,故有
展开,得
其中。
所以
如果以表示这两个根,那么的坐标分别为
因此
对偶地,我们可以规定两点间距离的射影测度。在平面内,给定一条常态的二阶曲级,并选定一常数K(K≠0)。对于平面内的任意两点A、B,它们的连线交二阶曲线于P1、P2(图2),作函数
函数d(A,B)被A、B两点唯一确定(除符号外),利用交比的性质,可以验证函数d(A,B)满足下列三个条件;
1.d(A,A)=0;
2.d(A,B)=-d(B,A);
3.若么、B、C是一直线上的三点,则d(A,B)+d(B,C)=d(A,C)。
定义2 函数称为两点A、B间的有向距离的射影测度,简称为射影距离。预先规定的二阶曲线称为这测度的绝对形,常数K称为测度系数。
设二阶曲线的方程为
二点A,B的坐标分别为(a1,a2,a3)及(b1,b2,b3),类似地可求出射影距离的表达式
其中。
由射影距离的定义还可以看出,当A(或B)P1(或P2)时,交比(P1P2,AB)0,d(A,B)。因此有
定理1 平面上任何一点与绝对形上的任何点间的射影距离为无穷大。
由定理1可以看出,作为绝对形的二阶曲线与欧氏测度中的无限远直线相当。
定义3 设二直线的交点在实的绝对形上,则称这二直线为平行直线。
关于射影角度,我们有如下的定理。
定理2 如果二直线的交点在绝对形上,则它们的夹角的射影测度等于零。
证明 若二直线a、b的交点在绝对形上,过此交点所引的的两条切线重合为一条直线,即,交比(tt,ab)=1。
定理2说明,两条平行直线所成的夹角等于零。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 16:47
目录
概述
基本介绍
相关概念与定理
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