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無窮遠點
來源:互聯網

無窮遠點,數據幾何術語,證明了兩條平行的直線可以看作相交在無窮遠點,所有的平行直線都交于同一個無窮遠點。在球極投影中復平面上與復球面北極對應的點是無窮遠點。

簡介

兩條或者更多條直線共點,意思是以下兩種情況之一:或者存在一個點,所有直線都通過它;或者它們兩兩平行。這樣,在初等幾何中,并不定義無窮遠點,而只把交于無窮遠點作為平行的另一種說法。這樣,如果P是直線AB上的無窮遠點,那么PA/PB=1。在初等幾何中,有很多命題需要考慮平行這一特例,使用無窮遠點,便避免了這些問題。

在球極投影中復平面上與復球面北極對應的點是無窮遠點。

證明

平行線交于無窮遠點的證明

O是光源,AB是豎桿,CD是地平線,OR//CD,M是AB上一動點,M的影子是N。

當M逐漸升高,N就越來越遠,當M非常接近R時N就遠得難以想象。

根據 可知,此時N無窮遠。

N是OM與CD的交點,可OR平行于CD,所以OR與CD交于無窮遠點。

這不與OR與CD不相交矛盾,無窮遠點是射影空間的“想象中的點”,它代表“方向”。在現實世界或是一般數學世界中根本找不到或認為沒有這個點。

直線只有一個無窮遠點的證明

(在前面的條件上加上OS//AB)

前面只說到M與R重合,如果M繼續上升,N到CD的左邊,并且,隨著M的升高而越來越接近S。當M下移,穿破地表繼續下降時,N從右邊越來越接近S。

這樣,當M上升到無窮遠或下降到無窮遠時,N就到了S,由于一個N顯然只對應一個M,所以“天上”“地下”“兩個”無窮遠點是同一個。

直線與圓

直線居然是封閉曲線,兩點確定一條直線,但三點才確定一個圓。

事實上,由于無窮遠點是“方向”,所以,直線正是過這兩點及對應無窮遠點的“圓”。

參考資料 >

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