无穷远点,数据几何术语,证明了两条平行的直线可以看作相交在无穷远点,所有的平行直线都交于同一个无穷远点。在球极投影中复平面上与复球面北极对应的点是无穷远点。
简介
两条或者更多条直线共点,意思是以下两种情况之一:或者存在一个点,所有直线都通过它;或者它们两两平行。这样,在初等几何中,并不定义无穷远点,而只把交于无穷远点作为平行的另一种说法。这样,如果P是直线AB上的无穷远点,那么PA/PB=1。在初等几何中,有很多命题需要考虑平行这一特例,使用无穷远点,便避免了这些问题。
在球极投影中复平面上与复球面北极对应的点是无穷远点。
证明
平行线交于无穷远点的证明
O是光源,AB是竖杆,CD是地平线,OR//CD,M是AB上一动点,M的影子是N。
当M逐渐升高,N就越来越远,当M非常接近R时N就远得难以想象。
根据 可知,此时N无穷远。
N是OM与CD的交点,可OR平行于CD,所以OR与CD交于无穷远点。
这不与OR与CD不相交矛盾,无穷远点是
射影空间的“想象中的点”,它代表“方向”。在现实世界或是一般数学世界中根本找不到或认为没有这个点。
直线只有一个无穷远点的证明
(在前面的条件上加上OS//AB)
前面只说到M与R重合,如果M继续上升,N到CD的左边,并且,随着M的升高而越来越接近S。当M下移,穿破地表继续下降时,N从右边越来越接近S。
这样,当M上升到无穷远或下降到无穷远时,N就到了S,由于一个N显然只对应一个M,所以“天上”“地下”“两个”无穷远点是同一个。
直线与圆
直线居然是封闭曲线,两点确定一条直线,但三点才确定一个圆。
事实上,由于无穷远点是“方向”,所以,直线正是过这两点及对应无穷远点的“圆”。