本周作业:
1. 手绘正十二面体的视图。从中指出 8 个顶点构成一个正方体;指出 4 个顶点构成一个正四面体。
2. 试写下三维欧氏空间中,反定向空间等距变换的分类结论的完整证明。
3. 证明:一个三维欧氏空间的保定向等距变换,如果没有不动点,则一定是一个螺旋运动(screw motion),即一个绕轴旋转与一个平移的复合(次序可交换),其中平移方向与旋转轴平行。(旋转角为 0 度即为通常的空间平移。)
4. (选做题)有一个凸多面体,各面完全由六边形和五边形构成。试证明:其中的五边形,不多也不少,恰好有 12 个。(提示:应用 Euler 公式。)
5. (选做题)给定正十二面体的每条棱长是 1 ,试求出它的外接球(即各顶点所共球面)半径。
6. 设平面上有一个任给的三角形 \(\triangle ABC\) ,试证明可以找到另外两点 \(D,E\) ,使得凸五边形 \(ABCDE\) (顺序五顶点)具有以下“好性质”:任何一条对角线都平行于不相邻的那条边。(有兴趣者可以想想:在平面上允许 \(A,B,C\) 等点任取,全体具有“好性质”的凸五边形 \(ABCDE\) 有多少个自由度?)
以及尤书 186 页 10, 11; 195-196 页 10, 11。
(相似变换,定义为具有以下性质的变换,它保持每一对点的距离在变换后都放大或缩小相同倍数。椭圆的共轭直径,定义为过椭圆中心的两条弦 \(AB, CD\) ,使得平行于 \(AB\) 的所有弦的中点都落在 \(CD\) 上,反之亦然。此外,为了证明这些习题的结论,我们需要先承认以下结果:仿射变换保单比;椭圆可以通过一个正压缩变成圆。)