複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

射影測度

鎖定
射影測度(projective measure)是射影幾何的一個術語,距離的射影測度(射影距離)和夾角的射影測度(射影角度)合稱為射影測度。射影測度是凱萊(A.Cayley)於1859年建立的,1871年,克萊因(C.F.Klein)利用射影測度的概念來説明非歐幾何學。非退化的二階曲線有實虛兩種情況,若絕對形為非退化的實二階曲線,則可構成羅氏幾何;若絕對形為非退化的虛二階曲線,則可構成黎氏幾何,這兩種幾何合稱非歐幾何,這樣非歐幾何就可以從射影測度的概念導出,因為射影測度是由交比來定義的,它屬於射影性質,所以非歐幾何可以利用射影測度從射影幾何導出 [1] 
中文名
射影測度
外文名
projective measure
所屬學科
數學
所屬問題
高等幾何(非歐幾里得幾何)
提出者
凱萊(A.Cayley)

射影測度基本介紹

1859年A.凱萊將拉蓋爾思想進一步發揮,得到角的射影測度的概念。將拉蓋爾公式中的一對圓點,看作是變態(退化)的二級曲線,並以常態(非退化)二級曲線來代替。1871年F.克萊因首先發明使用射影測度來説明非歐幾何。簡單來説,他在復射影平面上的實絕對形內部,規定了一些具體概念,定義射影測度後,作成了一個羅氏幾何的射影模型即克萊因模型,在這個模型裏。羅氏幾何的全部公理都能夠得到解釋,因而羅氏幾何的全部概念和定理都能在模型中體現出來 [2] 

射影測度相關概念與定理

在平面內,取定一條常態二級曲線
,並選定一常數k(k≠0)。對於平面內的任意兩條直線a、b,從它們的交點引
的兩條切線t1、t2(圖1),作函數
因為二直線a、b確定以後,它們的交點也就唯一地確定,二切線t1、t2隨即也被確定,由於
圖1 圖1
所以函數
由二直線a、b唯一確定(除符號外)。利用交比的性質,可以驗證函數
滿足下列三個條件 [3] 
1.
2.
3.若直線a、b、c相交於一點,則
定義1 函數
稱為二直線a、b的有向夾角的射影測度,簡稱為射影角度。預先規定的二級曲線f稱為這測度的絕對形,常數k稱為測度係數 [3] 
下面我們研究射影角度的表達式。
設二級曲線
(給定的絕對形)的方程為
二直線a、b的座標分別為
,由a、b的交點所引的二切線t1、t2(它們a、b屬於同一線束)的座標可以表為
由於
與二級曲線
相切,故有
展開,得
其中
所以
如果以
表示這兩個根,那麼
的座標分別為
因此
對偶地,我們可以規定兩點間距離的射影測度。在平面內,給定一條常態的二階曲級
,並選定一常數K(K≠0)。對於平面內的任意兩點A、B,它們的連線交二階曲線
於P1、P2(圖2),作函數
圖2 圖2
函數d(A,B)被A、B兩點唯一確定(除符號外),利用交比的性質,可以驗證函數d(A,B)滿足下列三個條件;
1.d(A,A)=0;
2.d(A,B)=-d(B,A);
3.若麼、B、C是一直線上的三點,則d(A,B)+d(B,C)=d(A,C)。
定義2 函數
稱為兩點A、B間的有向距離的射影測度,簡稱為射影距離。預先規定的二階曲線
稱為這測度的絕對形,常數K稱為測度係數 [3] 
設二階曲線
的方程為
二點A,B的座標分別為(a1,a2,a3)及(b1,b2,b3),類似地可求出射影距離的表達式
其中
由射影距離的定義還可以看出,當A(或B)
P1(或P2)時,交比(P1P2,AB)
0,d(A,B)
。因此有
定理1 平面上任何一點與絕對形上的任何點間的射影距離為無窮大。
由定理1可以看出,作為絕對形的二階曲線
與歐氏測度中的無限遠直線
相當。
定義3 設二直線的交點在實的絕對形上,則稱這二直線為平行直線。
關於射影角度,我們有如下的定理。
定理2 如果二直線的交點在絕對形上,則它們的夾角的射影測度等於零。
證明 若二直線a、b的交點在絕對形
上,過此交點所引的
的兩條切線重合為一條直線,即
,交比(tt,ab)=1。
定理2説明,兩條平行直線所成的夾角等於零 [3] 
參考資料
  • 1.    《數學辭海》編輯委員會.數學辭海·第一卷.北京:中國科學技術出版社,2002:第488頁
  • 2.    孫澤瀛.《近世幾何學》:高等教育出版社,1959
  • 3.    泰安師專等五校.高等幾何:山東教育出版社,1986年08月第1版:第261頁