调和共轭

更新时间:2022-08-25 14:06

当共线四点的交比B(y,s;u,v)=-1时,称v是y、s和u的第四调和点,y、s、u、v称为调和点列,又称u、v调和分割y和s,或u、v和y、s调和共轭,如果平面上过一点的四条直线η、ζ、φ、ψ的交比等于一1,也称φ、ψ和η、ζ是调和共轭的。

定义

调和共扼是高等几何中的一个重要概念,它既能体现点与点,线与线,点与线之间的一些特殊位置关系,又能对欧氏几何中的一些概念和性质作出射影解释,进而理顺欧氏几何射影几何间的某些关系。射影几何中的调和共扼是通过交比值来定义的。

调和点列(harmonic range of points)是射影几何的基本概念之一,即射影直线上交比等于-1的四个点,交比 时,称点偶P3,P4 调和分离点偶P1,P2;或称点偶P1,P2与点偶P3,P4调和共轭;并称P1,P2,P3,P4四点为调和共轭点;也称P4为P1,P2,P3的第四调和点.交比-1称为调和比,若P1P2是普通线段,则也称P3,P4两点把线段P1P2调和分割。点偶调和分离(或点偶调和共轭)的关系是相互的,即与点偶的顺序无关。当(P1P2,P3P4)=-1时,可求得由这四点构成的其他交比的值为2或1/2,并且当四点构成的交比值为2或1/2时,可以适当改变点的顺序,使其中两点与其他两点调和共轭。

交比

交比是射影变换的基本不变量,它和高等几何的各部分内容密切相关。调和比是特殊的交比,它不仅具有交比的一切性质,又具有自己独特的特点和作用。当(AB,CD)=-1 时,称 C、D 调和分割 A、B,或点偶 C、D 与点偶 A、B 成调和共轭,D称为 A、B、C 的第四调和点。这里,A、B、C、D 是互异的实点,在调和共轭中,两对对应点的关系是完全对等的。由对偶原理知,运用交比和调和共轭的概念和有关性质,可以比较简便地解决一些初等几何和复变函数、偏微分方程方面的问题。

交比(cross ratio)又称“复比”,如果 是直线上的四个不同点,且 则

称为这四点在这顺序下的交比。对偶地,如果 是射影平面上共点的四条不同直线,且

称为这四直线在这顺序下的交比,四个共线点或四条共点直线的交比在射影变换之下是不变的。

相关定理

定理1 共线四点交比取 的充要条件是四点有两点重合。

定理2 共线的不同四点所成的六组交比中,有相同值的充 要条件是此四点能配成调和共轭。

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