
книги из ГПНТБ / Васильева М.В. Лекции по проективной геометрии учеб. пособие для студентов мат. фак
.pdfПоставки в строющѳмоя соответствии |
С |
|
между полями |
|
|||||||||||
<Х |
И |
О Т |
|
прямой |
in |
|
|
прямую |
m ' |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
С |
(m) |
|
т.' |
|
|
|
|
(8) |
|
||
2) |
Аналогично, |
между пучками |
F(... |
) |
|
и f'f... |
) |
|
|||||||
|
установим |
проективное |
соответствие |
Pc |
, в |
кото |
- |
||||||||
|
ром прямым |
Ff |
, |
FG |
, |
FH |
|
соответствуют |
пря |
- |
|||||
|
мне |
Ff' |
, |
FU\ |
|
FW |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рр: |
|
F(FEtFG,,FH..) |
|
xFfF'EÏ |
Ffypb'..) |
(9) |
|
|||||||
Каждой прямой |
Fh |
|
пучка |
|
F |
в |
атом соответствии |
|
|||||||
отвечает |
прямая m ' |
|
пучка |
F' |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
PF(m)=m' |
|
|
|
|
|
|
|
(10) |
|
||
Поставим в соответствии |
С |
|
прямой |
m |
прямую m ' |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(11) |
|
S) |
Затем, рассмотрим |
произвольную |
точку |
M |
плоскости |
|
|||||||||
|
°{ |
, не |
принадлежащую прямой |
|
.EF |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M 4 FF |
(12) |
|
|
Поскольку она не принадлежит прямой |
Е ^ |
она |
|
||||||||
определит две |
различные прямые |
m |
и |
m |
|
пучков |
|
|||||
Е |
и |
F |
, проходящие черев |
нее |
|
|
|
|
|
|||
|
|
т = £ Л Т , |
|
m~FM, |
ю-^тфЕЕ. |
|
Ц з |
) |
||||
Если бы строющеѳоя соответствие |
С |
|
было |
коллинеаци- |
||||||||
ей, |
то в |
ней точке |
|
M |
соответствовала бы точка M ' |
, |
||||||
прюадлагащяя |
ррймнм |
w ' |
Г т ' |
, |
соответствующим в |
|
||||||
С |
прямым |
m |
и |
m |
. Поскольку, |
ни |
m |
, ни m |
180.
нѳ совпадают |
Q EF} |
|
им соответствующие |
m' , m ' |
в |
соответствии |
С |
не |
совпадают с E'f' |
, пото |
|
му не совпадают между |
собой |
|
|
||
|
|
w'fra/ |
|
(14) |
и,8начит, определяют точку. Поставим ее в соответствие точке M в нашем соответствии
|
|
|
|
|
|
M ' « • * » ' » « ; |
|
|
|
|
(15) |
||
|
|
|
|
|
|
С(М)=М./ |
|
|
|
|
(16) |
||
Точка |
M |
|
в |
силу |
(14) не будет принадлежать |
прямой Е'Р' |
|||||||
|
|
|
|
|
|
М'фЕГ.' |
|
|
|
|
(17.) |
||
4) |
Рассмотрим |
произвоиьную прямую |
t |
, не |
проходящую |
||||||||
ни |
черев |
точку |
|
Е |
, ни |
черев |
точку |
F |
|
|
. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•(18) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г' |
|
</ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и', |
/ M |
|
а' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
щие прямой |
EF |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
. Mtc |
6, |
|
MifEF% |
|
|
|
|
(19) |
||
и найдем |
геометрическое |
место |
точек |
М/ |
|
им |
соответст |
||||||
вующих в |
строящемся |
соответствии С |
|
. Каждую такую |
|||||||||
точку |
Мі |
нужно |
соединить о точками |
€ |
и |
F |
|||||||
прямыми |
гп- |
и |
^ , ' |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Щ-ЕМІ, |
m - F M ; , |
|
|
ш |
|||
найти им соответствующие в проективных |
соответствиях |
||||||||||||
|
h |
« PF |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
181 /
|
|
|
|
|
РіЫ-ъ', |
|
Р,(т,.) = т/ |
|
|
( |
2 1 ) |
|||||
и ввять их точки |
пересечения |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
ut ' - |
/ |
- |
' |
|
|
|
|
(22) |
||
В силу |
(19) |
и |
(17) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
tii'tB'F.' |
|
|
|
|
|
|
|
( 2 |
3 ) |
|
Докажем, |
что ѳти точки |
М,- |
будут |
|
лежать |
также |
на |
пря |
||||||||
мой |
I |
|
и ваполнять все ее.точки, |
кроме |
точки |
пересе |
||||||||||
чения |
ее |
е. |
ET? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Для етопо рассмотрим перспективное соответствие |
П |
|
||||||||||||||
между пучками |
|
|
|
) |
|
и |
Г(... |
|
) |
о |
||||||
осью перспективы |
|
і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
В этом |
соответствии |
прямые |
т- |
и |
т( |
будут соотве |
||||||||||
тствующими, |
так как проектируют |
точку М{ |
оси |
перспе |
||||||||||||
ктивы, |
прямая |
ÇF |
будет |
соответствовать сама себе,- |
||||||||||||
как |
линия |
центров |
перспективных |
пучков |
|
|
|
|
||||||||
|
' |
|
€(mit£P...)xF(ffi,l¥,...). |
|
|
|
|
<24> |
|
|||||||
В проективных |
соответствиях |
Pç и |
|
Рр |
|
этим |
пучкам |
|||||||||
оудут ооотвѳтстовать пучки |
Et) |
и |
|
F'f- |
) |
, причем в |
||||||||||
силу |
(21),(6 |
) |
прямым |
гп,- |
, |
EF |
|
будут |
соответст |
- |
||||||
вовать |
в |
Р£ |
|
|
прямые |
т/ |
, |
E'f |
|
|
|
|
|
|||
Ц: |
|
|
В(ті>ЕР>..).кЕ'(т/>£^:..)1 |
|
|
|
|
|
« б ) |
|||||||
а прямым |
mt-• |
• ЕЕ |
|
в |
соответствии |
^ |
будут |
|||||||||
соответствовать |
в |
силу |
(21), |
(9) |
|
прямые |
т(- |
, |
ЕЕ |
|||||||
Pf: |
|
' |
F(*iH~.)*Ffa'tFt'..J |
|
|
|
|
|
|
( 2 б |
) |
|||||
Сравнивая (24),(25) и (26) получаем, |
что если в |
пучках |
||||||||||||||
Е |
|
л |
F' |
очхтать соответствующими |
те |
прямые, |
ко- |
|||||||||
1Ѳ2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
торыѳ соответствуют |
в |
и |
Рт |
соответствующим |
пря |
|||
мым в перспективном |
соответствии |
(24), то от пучка |
f f „ J |
|||||
к ему соответствующему |
пучку |
Ff,„) можно перейти |
цепоч |
|||||
кой проективных и перспективны!? соответствий |
|
|
||||||
Е'(п>і еЪ'...)*Е<щ.&,'~У* F ( 4 |
к,..) |
к Ffa, |
FIE:..), |
|
U 7 ) |
|||
и,ѳначит, это соответствие будет |
проективной |
|
|
|||||
Поскольку в этом проективном соответствии линия центров |
||||||||
ET'. |
соответствует |
сама себе, |
это соответствие |
являет |
||||
ся перспективным |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
€'(т£&г.1хг'(я,:*ъи |
|
|
( 2 |
9 |
) |
||
значит, |
точки М/1 |
|
соответствующие в силу (16) точкам |
|||||
М± |
в соответствии |
Су |
будут |
в силу |
(22) точками |
пересечения соответствующих прямых двух перспективных пуч
ков |
Е'(... J M F(...JT |
а потому лежат на одной прямой |
I' |
- оси перспективы |
этих пучков. В силу (23) точки |
М / |
не лежат на прямой EFF' |
Всилу взаимной однозначности соответствий (24),(25),
(26)всякая другая точка прямой £ ' будет образом неко
торой точки прямой t |
, |
Поставим в соответствие прямой £ • прямую £ |
|
|
|
'С(£) = 1' |
~ - |
{301 |
|
Тогда в силу |
построения |
соответствия для каждой |
точки |
|||
M |
, не принадлежащей EF} |
(7/)J |
будет выполняться |
|||
основное |
требование коллинеации: |
в_сем_пр_ямым _т_L |
т_ , |
|||
: t |
I проходящим |
черев нее,будут |
соответствовать пряные |
|||
m' |
, |
fn' , £/ |
» проходящие черев соответствующую |
|||
точку |
M ' |
|
|
|
|
б) Таким образом,осталооь |
лишь |
указать |
соответствующую |
|||||||
любой точке |
прямой |
ВF |
а |
проверить выполнение этого |
же |
|||||
требования. Точке |
|
В |
согласно |
условию теоремы |
поста |
|||||
вим в соответствие |
точку |
В' |
. В |
силу |
построения |
(18) |
||||
воем прямым |
m |
, |
проходящим черев |
В |
будут соотве |
- |
тотвовать прямые, проходящие через соответствующую точку
Е' |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Также |
точке |
F |
поставим |
в соответствие |
точку |
|
||||||||
F" |
, воем прямым |
m |
, |
проходящим |
через |
F |
|
будут |
|||||||
соответствовать в силу |
(9,10 |
) прямые |
m ' |
, |
проходя - |
||||||||||
щиѳ черев |
соответствующую точку |
F |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Более |
того, из того, что в силу построения |
(10) |
точ |
|||||||||||
ке |
M |
прямой |
і |
, не |
принадлежащей |
прямой |
В F |
, |
|||||||
соответствует |
точка |
|
принадлежащая |
соответствую |
|||||||||||
щей прямой |
I |
' |
, и |
аналогично не |
принадлежащая пря |
||||||||||
мой |
E'F\ |
|
следует, |
что |
еоли две |
прямые |
і |
и |
п |
пе |
|||||
ресекаются |
в точке |
M |
|
не |
лежащей на |
ВF |
|
, |
то |
со |
|||||
ответствующие |
прямы* |
V |
|
п' |
|
|
|
|
|
|
|
|
"А
делжнн первоекаться в соответствующей точке |
M |
не |
||||||
лежащей всилу^на |
£'F'. |
. |
|
|
|
|
||
Поетвму » силу взаимной одноаначаооти построенного |
||||||||
соответствия |
С |
прямые перѳо*кающиеся |
на прямой |
|||||
£ . / |
f |
- |
г |
у- |
|
|
||
|
\ - |
,/\ |
\ |
г |
|
|||
, 7 |
\ |
|
/ |
|
|
|
||
// |
|
|
|
|
|
|
|
184.
ßF |
|
перейдут в прямые, пѳресекающиеоя на прямой € Ff |
|||||
Следовательно, |
пучок прямых о |
центром 5 |
на прямой |
||||
EF |
перейдет |
в |
соответствии |
С |
в пучок |
прямых о цен • |
|
тром |
S' |
, |
лежащим на прямой |
|
E'F'. |
|
f Nj/J F
Л
G
.и
t' |
f |
/
Поставим в соответствие проиввольной точке |
S |
|
прямой |
||
EF |
центр 5 |
пучка прямых плоскости |
<* |
, |
соотве- |
тствующих прямым пучка о центром в точке S |
|
|
|
||
|
|
с (s)--s: |
<?*> |
||
В силу построения основное требование коллинеации |
|
автома |
|||
тически |
выполняется: прямым^ проходяшян_чере_8_ £ |
_ |
будут |
соответствовать прямые^ проходящиеjepe8jJOoraOTOTBjpaçQ0_ точку_ _ S / _ •
Построенное соответствие С |
- |
искомая кохлинеапия. |
Следствие 1.Сравнивая теорему |
2 |
о теоремой 8 , |
получим, что четыре пары произвольно ввятых в двух плоско стях точек, по три не лежащих на одной прямой, определяют одну и только одну коялинеацию, в которой они являются со ответствующими.
Следствие 2 .Заменяя слово "точка" на олово "прямая" и рассуждая двойственно, получим двойственную тѳорему.Четыре пары произвольно ввятых в двух плоскостях прямых, по три не проходящих черев одну точку, определяют одну к только одну коллинеацию, в которой они являются оботвв - тствующими.
Следствие 2. Коллинеацяя,'сохраняющая четыре прямые, по три не проходящие черев одну точку, является тождест -
185.
вом , ибо в сижу следствия 2 сущеотвует единственная коллинѳация, сохраня ющая эти прямые и тождественное прео бразование является таким.
Следствие 8.Три пары произвольных прямых не про ходящих черев одну точку и пара проивволвных точек,не
лежащих на этих прямых определяют коллинѳа - цию, в которой они яв - ляютоя соответствую щими, так как три пря мые в плоскости
дают и пересечении три точки и также три прямые во вто рой плоскости и тем самым получаем четыре пары соотве тствующих точек;
Следствие 4.Три пары произвольных точек, не лежа
щих на |
одной прямой, |
и пара |
произвольных |
прямых, не |
|||
|
|
|
|
|
проходящих ни |
черев |
|
/ |
—j |
I |
|
1 |
одну ив |
этих |
точек, |
|
|
|
|
|
определяет коллинеа- |
||
|
|
|
|
|
цию, в которой |
они |
|
• • |
|
|
' . |
|
являются соответст |
||
|
|
|
|
|
вующими, так как ѳти |
||
|
J. |
i |
, |
I |
три пары точек опре |
||
|
|
|
|
|
деляют три пары пря |
||
|
|
|
|
|
мых ' и |
по следствию |
|
|
|
|
|
|
2. |
|
|
186.
§ 42. Аффинная коллинеация
Определение.Аффинной коллинѳацией между двумя поля ми « и ос' называется такая коллинеация, при которой несобственная прямая и* плоскости с* соответствует несобственной прямой и*' плоскости <*'
. F'
в ' |
u' |
|
1 |
В силу следствия 4 § 4і аффинная коллинеация между дву мя плоскостями определяется тремя парами соответствующих
собственных |
точек, |
не лежащих на одной прямой, так как "пару |
||
соответствующих |
прямых дают несобственные |
прямые if* и ѵ * |
||
плоскостей |
<х |
и |
« ' . |
—.. |
В дополнение к принадлежности и сложному отношению четырех точек одной прямой, которые оохрѳняютоя пря лю - бых коллинеациях, при аффинных коллинеациях еще сохраня
ются пар^ллѳлжость_и_п£остов_отао^^ |
|
|
точек |
||
одной |
прямой_. |
< |
|
|
|
Теорема І.При |
аффинной коллинеации |
сохраняется парал- |
|||
лѳльность. |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
Действительно, |
если две прямые |
£' |
• t |
tn первого |
|
п о л я п а р а л л ѳ л Е Н ы |
" . |
|
|
|
|
то |
они имеют общую неооботвенную |
точку |
* |
||
|
|
£ х т - - У * |
' |
|
( 2 ) |
187.
H |
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
а есобетвѳнная точка Я |
принадлежит несобственной |
пря |
||||||||
мой |
и* |
, которой соответствует несобственная прямая |
||||||||
у ' * |
плоскости |
ы. ' |
, |
Поэтому соответствующая |
точке |
|||||
С т о ч к а |
Я/ |
должна принадлежать несобственной |
прямой |
|||||||
|
|
|
. |
Я'си'? |
|
|
|
|
|
(3) |
то еоть |
является |
также неооботвенной Я'*, прямые |
I ' |
и т\ |
||||||
Соответствующие |
пряным |
ê |
и |
то; |
должны проходить |
черев |
||||
ету |
несобственную |
точку |
Я' |
, |
так |
как прямые Е |
|
и я? |
||
проходят |
череа |
точку Я, |
|
|
|
|
|
|
т'оХ'* |
(4) |
поѳтону они параллельны |
|
film'. |
(5) |
Теорема 2.При а|>|инной^коллинѳа^и_сохр_аняѳтся_ простое отношение трех точѳк_одной_прямой.
Пуоть |
|
|
|
три |
точки одной прямой |
|
и |
|||
т. |
і' , |
M ' , |
Я' |
- |
соответствующие им точки |
прямой |
||||
|
. Докажем, |
что.простые |
отношения |
их |
равны |
|
||||
|
|
Ш |
MW' |
|
|
|
|
|
(б) |
|
|
|
М/Ѵ |
точку К* ' |
|
|
и |
|
|||
Рассмотрим несобственную |
прямой |
. Е й , |
||||||||
как |
точке |
пересечения |
прямых |
и и г / * |
, |
должна со |
ответствовать точка пересечения соответствующих прямых
и' |
и |
« / ' * ' , то есть несобственная точка К' |
прямой |
|
и' |
188.
Но в силу определения сложного отношения четырех точек,
одна |
И8 которых несобственная ( 5 |
6) сложное отношенже- |
|
(ШМК*) |
равно |
|
|
также |
|
|
|
но в силу следствия I |
§ 40 |
олажнне отношения |
|
соответствующих точек |
при любой коллинеация равна |
||
|
ß#MK*) |
= (L'*fl1<'). |
(9) |
Сравнивая (2),(3) и (4), получки искомое (б) .
$ 43. Перспективная |
коллинеация |
|
|
|||
Соответствие |
между двумя плоскостями, которое полу- |
|||||
|
|
,5 |
|
чается при цен - |
||
/оі \ |
^ |
yfl |
|
тральном проѳк - |
||
|
|
|
|
тированжи as точ |
||
|
|
|
|
ки S |
о плоско |
|
|
|
|
|
сти |
« |
на плоо - |
• н ' / ^ х . |
|
/ |
/ |
кость |
<*' |
, как |
л , |
|
j |
|
легко видеть, яв- |
ляетоя коллинеаціей (точка переходит в точку, прямая -
- в прямую, сохраняется принадлежность). Такая коллине
ация навивается перспективной.
Определение. Коллинеация между_ двумя полями _°<_ _ и
в.' нааывается_персітежтивной, |
" |
~~~ |
|
если каждая |
пара^оответотвукоах. влементов принадлежит |
||
одному_и_тому_ «_элемѳнту_ _сдаоі_свявгн. Центр g |
|||
ѳтой_свявки |
HaBOTt£TCH_ueHTj^j]epçneKTKBHj. прями ѵѵ |
||
пересечения |
плоскостей _°< |
ж _ с* |
_ - ocM_nejpcne- |
189.