高等几何答案

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(3)∵(12,3x)=(-1-2,-3x'),∴x' = - x

且?1001??1?0

17、当射影对应使一点列上的无穷远点对应于另一点列上的无穷远点时,证明两点列的 对应线段成定比。

证法1:∵三对对应点A→A' ,B→B',C∞→C'∞,决定射影对应,

设M→M'为任一对对应点,则由(AB,C∞M)=(A'B',C'∞M')得:

(ABM)=(A'B'M'),

A?M?AMA?M?B?M?A?M??B?M?A?B???????定比。??BMBMAMBMAM?BMAB即

证法

bx或:x??abax?bdx??且?0c?cdcx?dx2:射影变换式为;

a?,

因为当x→∞时,x'→∞,所以c=0。 此时射影变换式为:

x??ax?bd,或dx'-ax-b=0。

设x1→x1',x2→x2' 为两对对应点,因此 dx1'-ax1-b=0 ① dx2'-ax2-b=0 ②

①?? 减②式,得d(x1'-x2')=a(x1-x2)

???x2?ax1??定比。x1?x2d

18、圆周上的点和其上二定点相联得两个线束,如果把线束交于 圆周上的两线叫做对应直线,证明这样的对应是射影的。

图9 证明:设A,A'为圆周上二定点,Mi(i=1,2,3,4)为圆周上

任意四点(图9) ∵=

=A'(M1M2,M3M4) 。

∴A'(M1M2,M3M4?A'(M1M2,M3M4)

17、从原点向圆(x-2)2+(y-2)2=1作切线t1,t2。试求x轴,y轴,t1,t2顺这次序的交比。(设t1是邻近x轴的切线)

2k?2A(M1M2,M3M4)=

sin?M1AM3?sin?M2AM4sin?M1AM4?sin?M2AM3 sin?M1A?M3?sin?M2A?M4sin?M1A?M4?sin?M2A?M3

解: 设直线y=kx与圆相切,则解得:k1,2=

4?7.3

1?k2?1,两边平方得:3k2?8k?3?0,

∵t1邻近x轴,∴t1的斜率为因此t1的方程为

4?7y-34?7.3k1=

t2的斜率为k2=

4?7y-3x=0,

4?73,

x=0,t2的方程为

k1故(xy,t1,t2)=k24?7=4?7。

18、设点A(3,1,2),B(3,-1,0)的联线与圆x2+y2-5x-7y+6=0相交于两点C和D,求交点C,D及交比(AB,CD)。 解: 圆方程齐次化:x12+x22-5x1x3-7x2x3+6x23=0, 设直线AB上任一点的齐次坐标是(3+3λ,1-λ,2),若此点在已知圆上,则

(3+3λ)2+(1-λ)2 -5(3+3λ)2-7(1-λ)2+6×22 =0,

化简得:10λ2-10=0, ∴λ1=1,λ2=-1,即直线AB与圆有两个交点,

设λ1,λ2分别对应的交点是C,D,则C的坐标是(3,0,1),D的坐标是(0,1,1)

?1且(AB,CD)=?2=-1.

19、一圆切于x轴和y轴,圆的动切线m交两轴于M及M',试证{M}

?{M'}。

证明:设圆半径为r,M(a,0),M'(0,b),a,b为参数(图10), 则

xy??1am的方程为b或

bx+ay-ab=0,由于m与圆相切, 因此

r?br?ar?aba2?b2,此式两边平方,

图10得r2a2+r2b2+a2b2+2abr-2a2br-2b2ar=a2r2+b2r2,

1?2r2或 ab-2ra-2rb+2r2=0

?2r2r??2r2?0

∴点M,M'的参数间有一个行列式不等于零的双一次函数, 故{M}?{M'}。

20、x表直线上点的笛氏坐标,这直线上的射影变换βγ≠0,在什么条件下以无穷远点作为二重点。 解:设x=x'是无穷远点,因此

x???x???x??,δα-

limxx?? =

?xlimx?????x?? =

??????0?

所以,以无穷远点作为二重点的射影变换是

x???x?????ax?b,其中a?,b?.???

21、设两个重迭一维射影几何形式有两个二重元素 S1、S2 ,证明

???S1??S1?k它们之间的对应式可以写作???S2??S2,k是个常数。

证明:已知S1→S2,S2→S2,设μ1→μ'1是第三对对元素,μ→μ'是任一对对应元素,

因为三对对应元素确定唯一射影对应,

∴(S1S2 ,μ1μ')=(S1S2 ,μ1'μ'),因而

(?1?S1)(??S2)(?1??S1)(???S2)?(??S1)(?1?S2)(???S1)(?1??S2)

(???S1)(?1??S1)(?1?S2)(??S1)(??S1)(???S)(?1?S2)故:???k,其中k=11(???S2)(?1??S2)(?1?S1)(??S2)(??S2)(?1??S2)(?1?S1)=

22、设S1,S2是对合对应的二重元素,证明这对合可以写作:

???S1??S1??0???S2??S2

证明:设μ→μ'是对合对应下任一对对应元素,从而(S1S2 ,μμ')=-1,即

??S1???S2??S1???S1???1????S2???S1???S2 或??S2

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