2D射影空间,为何引入射影空间
2D欧氏空间R2中,点的表示是A(x1,y1), B(x2,y2),二维参数,线的表示是L: y=kx+b,是二维参数;
如何表示点在线上面?可以扩展为(k,-1,b)* (x1,y1,1)t = 0 ,如果不扩展,不在一个大统一的计算框架下面,且 两条平行线的交点没法表示,说明欧氏空间符合现实的理解方式,不符合数学计算美学;
于是大佬们想办法提出了用R3 来表示 2D射影空间:IP2。个人暂时还是无法理解全:
将A(x1,y1), B(x2,y2)等点扩充到 A(x1,y1,1)t, B(x2,y2,1)t , L以ax+by+c=0来表示,即L(a,b,c),如果点P(x1,x2,1)t,在线L上面 有 P t * L = 0,这样 点线就统一了(我们其实知道,这个是点的齐次坐标)
这样表示后,我们发现 kA,kB (k!=0)... 也都在L或者kL上面,是不是变成了矢量的感觉..
索性我们就规定,矢量等价原则
R2中一点A(x1,y1),当k!=0 时,IP2 中 k(x1,y1,1) 都对应于R2中的A这一点
R2中一线L(a,b,c),当k!=0 时,IP2 中 k(a,b,c) 都对应于R2中的L这一条线
这样规定后,
点x(x1,y1,z1),线L(a,b,c)的自由度都降为了2,
点x在直线l上的充要条件是xt * l = 0
两直线 l 与 l' 的 交点是 (l X l')叉乘,右手法则
两点x与x'之间的连线是,(x X x')叉乘,右手法则
无穷远点 与 无穷远线
R2中两平行线 交于 无穷远点,在IP2中计算后,表示为 (x,y,0),维度变成了一维,映衬了n个平行直线交于同一点。
无穷远点在无穷远线上面,以 l∞(0,0,1) 来表示
现在几何都统一到代数计算下面了。
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