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無窮遠點

鎖定
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於同一個無窮遠點。在球極投影中複平面上與復球面北極對應的點是無窮遠點。
中文名
無窮遠點
外文名
point at infinity
簡    介
直線的端點
確定無窮遠點
任何兩點都確定了一個無窮遠點

目錄

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,並不定義無窮遠點,而只把交於無窮遠點作為平行的另一種説法。這樣,如果P是直線AB上的無窮遠點,那麼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。
在球極投影中複平面上與復球面北極對應的點是無窮遠點。 [1] 

無窮遠點證明

平行線交於無窮遠點的證明
O是光源,AB是豎杆,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平行於CD,所以OR與CD交於無窮遠點。
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)
前面只説到M與R重合,如果M繼續上升,N到CD的左邊,並且,隨着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,由於一個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。

無窮遠點直線與圓

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,由於無窮遠點是“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
  • 1.    《數學辭海》總編輯委員會.《數學辭海》第3卷.南京:東南大學出版社,2002.8