变态圆

科技工作者之家 2020-11-17

变态圆(Abnormal circle)是一种特殊的圆,指半径为零和无限长的圆,将点和直线分别看做半径为零及半径为无限长的圆,这两种圆称为变态圆。点作为变态圆时又称为点圆1。

变态圆方程以 表示笛卡尔直角坐标,那么圆的方程可表为:

如果用齐次坐标,以 代入上式,就得到

这是在齐次坐标下的圆的方程。当 时,(1)式变为 ,这表示两条直线 和无穷远直线t=0,所以当 时,圆分解为两条直线,其中一条是无穷远直线, 我们把这两条直线所组成的二阶曲线叫做变态圆

二阶曲线的射影定义是两个射影线束对应直线交点的全体。当这两个射影线束是透视线束时,对应直线交点的全体称变态二阶曲线。联接两线束中心的直线是自对应直线,所以这联线上任意一点都可以看作是交点。这样,变态二阶曲线是两直线或者是两点列,其中一条是两线束中心联线, 另一条就是对应直线交点所在直线。变态圆是变态二阶曲线,以 为射影齐次坐标,变态圆所在的两条相交直线为

上。

首先,我们看两线束中心在直线 上的情况。两线束直线分别以 表示。因为对应直线的交点在直线 ,所以必然有 对应直线斜率相等,即 2。

定义 在平面的直角坐标系里,两虚点(1,i,0)和(1,-i,0)叫做圆点,分别以I,J表示3。

相关定理定理1两线束 ,当 为对应直线时,两线束成透视对应,对应直线交点的全体构成变态圆。

定理2 两线束 (其中 为确定的数且 ),当 (a为非零常数)为对应直线时,两线束成透视对应,对应直线交点的全体构成变态圆2。

定理3 二阶曲线成为圆(常态圆或变态圆)的充要条件是它通过两个圆点I和J3。

变态圆的射影定义 变态圆为两线束 当两线束中心在直线 上,以 为对应直线交点的全体;当两线束中心都不在直线上,以 为对应直线交点的全体2。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所

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