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鏡面反射變換
鎖定
鏡面反射變換(mirror reflection transformation)簡稱鏡面反射或平面反射,歐氏空間中的一種特殊變換。在歐氏空間中,把任一點A映成關於給定平面π對稱的點A′的變換稱為關於平面π的鏡面反射變換,平面π稱為反射平面。鏡面反射是第二種正交變換,在鏡面反射變換下,連結變換的每一對對應點A,A′所得到的線段都垂直於反射平面π且被π所平分,平面π上的點都是不動點,鏡面反射變換在直觀上相當於把平面π看做一面鏡子,變換前後的對應點就好比是物與像那樣
[1]
。
- 中文名
- 鏡面反射變換
- 外文名
- mirror reflection transformation
- 所屬學科
- 數學
- 簡 稱
- 鏡面反射或平面反射
- 所屬問題
- 高等代數(歐幾里得空間)
- 別 名
- 非特徵正交變換,第二類正交變換
鏡面反射變換基本介紹
鏡面反射(mirror reflection)亦稱非特徵正交變換,又稱第二類正交變換,一種特殊的正交變換。設V是歐氏空間,α是V的非零向量。對任意的β∈V,由
在歐氏空間中,把任一點A映成關於給定平面π對稱的點A′的變換稱為關於平面π的鏡面反射變換,平面π稱為反射平面。在空間直角座標系中,若把座標平面xOy取為反射平面,則鏡面反射變換的代數表達式為
鏡面反射變換第二類正交變換
正交變換歐氏空間V的線性變換
稱為正交變換,如果
,有
因為正交矩陣是可逆的,所以正交變換是可逆的。由定義不難看出,正交變換實際上就是一個歐氏空間到它自身的同構映射,因而正交變換的乘積以及正交變換的逆變換也是正交變換。在標準正交基下,正交變換與正交矩陣對應,因此,正交矩陣的乘積與正交矩陣的逆矩陣也是正交矩陣,如果U是正交矩陣,那麼由
可知,正交變換的行列式等於+1或者-1,行列式等於+1的正交變換通常稱為旋轉,或者稱為第一類的正交變換;行列式等於-1的正交變換稱為第二類的正交變換。例如,在歐氏空間中任取一組標準正交基
,定義線性變換
為:
,那麼,
就是一個第二類的正交變換,從幾何上看,這是一個鏡面反射
[2]
。
定理1 歐氏空間V的線性變換
是正交變換的充要條件是
,有
。
定理2 若V是n維歐氏空間,
,則下列條件等價:
(1)
是正交變換;