作业 11(请于 2020 年 12 月 23 日习题课上交)

本周作业:

246 页 12、13 题,260 页 10 题。

补充题一(必做): 对于平面上 \(P\) 点及两条相交直线(均不过 \(P\) 点),取为 \(x\) 轴和 \(y\) 轴(交点记为 \(O\)),自然定义从 \(P\) 出发的“中心投影”,计算得到这个投影的函数表达式,验证它是分式线性函数。

补充题二(必做):试验证,两个分式线性函数的复合,依然是一个分式线性函数,而且其系数矩阵,恰好对应于前两者的系数矩阵的乘积。(\(\dfrac{ax+b}{cx+d}\) 的系数矩阵记为\(\begin{pmatrix} a & b \\ c & d \\ \end{pmatrix}\). )

补充题三(必做):请在作业中整理完成“一维射影几何的基本定理”的证明(见上面习题课安排的第五部分的表述,第 2、3、4、5 部分的结论和证明)。

补充题四(必做):写出 Pappus 定理的对偶命题,并给出一个完整的证明(但不借助对偶原理,可以用交比、中心投影或其它方法)。

补充题五(必做):如果已知平面上四点(其中三点共线)在一个射影变换下的像,这个射影变换是否唯一确定?特别的,如果上述四个点都是不动点,这个变换一定是恒同变换吗?如果是,请证明。如果不是,有多少变化余地?

补充题六(选做):设在竖直的墙上有一个三角形的洞,顶点为 \(ABC\) 三点。在它背后有一盏灯,在一根竖直的柱子上可以上下移动。当灯移动到不同的 \(P_i\) 点时(\(i=1,2,3\)),三角形 \(ABC\) 在灯光下投影为墙壁前方水平地面上的三角形 \(A_i B_i C_i\). 试画图描述这个场景,并观察:这三个投影出来的三角形,彼此位置关系是什么样的?有规律吗?

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