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【什么是线汇论-图】百科知识点

来源:学大教育 时间:2017-11-10 11:07:39

数学学习中大家会遇到很多数学名词,掌握这些名词的相关知识点对大家学好数学是很有帮助的,为此下面学大教育为大家带来【什么是线汇论-图】百科知识点,希望大家能够记忆好这些知识点。

线汇论

三维欧氏空间由二参变数(u,v)定义的具有二个自由度的直线全体{l(u,v)}称为直线汇或简称线汇, 各直线称为光线。

三维欧氏空间由二参变数(u,v)定义的具有二个自由度的直线全体{l(u,v)}称为直线汇或简称线汇, 各直线称为光线。这方面理论发端于1828、1830年W.R.哈密顿的研究。1860年E.E.库默尔仿效曲面论的方法取定一个参考曲面,使每条光线l(u,v)和它相交于点x(u,v),而且采用l(u,v)的单位向量n(u,v)以代替曲面的法线,于此,他作出dn2和dxdn这二个二次微分形式,并按照同曲面论一样的步骤展开了线汇的系统的论述,从而基本上获得了线汇的重要元素。但是,在参考曲面的选择上存在着不惟一性的缺点,所以,G.桑尼亚(1908)对此加以改善,保留E.E.库默尔的第一基本形式而重新作出新形式,用以取代第二基本形式,这里dσ和dr分别表示线汇的二邻近光线l(u,v),l┡(u+du,v+dv)间的交角和最短距离,这样,线汇论基本定理就如同曲面论中一样,被完备无缺地建立起来了。

在讨论线汇论的方法中,特别要提出的是W.J.E.布拉什克利用E.施图迪的推移原理和W.K.克利福德的对偶数而作成的创建。下面将简述“对偶点”与桑尼亚基本形式间的关系。

对偶数与直线坐标 按照E.斯图迪的理论说来,直线几何是可以移到作为二维球面上的几何而对之进行研究的。为此,将运用被称为“对偶数”的数系。普通的复数有两个单位1,i,其中i2=-1,而且一般形式是α+ib),式中α,b都是实数。对偶数的一般形式则是α+εb,其中新单位ε满足关系式ε2=0。对偶数满足乘法交换律,但是因子定理则不成立。换言之,二对偶数的积等于零时,各因子可以不是零。例如,设α·b≠0,εα·εb=0就是例子。可以普通复数的方法定义对偶数的正则函数。比如:从得出cos(α +εβ)=cos α-εβsin α 。

设一直线l是由其上二点p(x)和圴(塣)决定的。这里x表示p的位置向量,等等。令式中ρ≠0是待定的实数,“×”表示向量积,这二向量的六个分量恰恰代表直线l的普吕克坐标,它们必须满足恒等式(X,)=0。现在选取ρ使得X2=1,那么X表示直线l的单位向量。根据斯图迪理论导入一个“对偶向量”:ξ=X+ε塣,使之和直线l一一对应,从上述关系立即得出ξ2=1。所以(ξ)表示单位球上的一个“对偶点”,这样,三维空间的直线被表示为单位球上的对偶点。

对偶点与桑尼亚基本形式

设一个线汇的光线l(u,v)所对应的对偶点为,那么在单位球上所作的“对偶线素”dξ2,是在对偶旋转下的不变形式,而且实际上,它的实部分和对偶部分恰恰分别是桑尼亚的第一和第二基本形式。。一个曲面的所有法线构成的线汇称为法线汇,它有如下的重要性质,被称为几何光学的基本定理,即

马吕斯-迪潘定理

任意法线汇的光线经有限回关于曲面的反射或屈射后,仍然保持其为法线汇的性质。

也可以用仿射和射影的观点来研究线汇。

【什么是线汇论-图】百科知识点学大教育网为大家带来过了,希望大家能够下功夫记忆好这些内容,从而在数学学习的过程中更加轻松。

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