全等變換

在平面到自身的一一變換下,如果任意線段的長和它的象的長總相等,那么這種變換叫做全等變換,或稱契約變換。

定義

全等變換有很多種,常見的有鏇轉、平移、對稱(又叫反射)變換等。

平移變換

平移變換(translation transformation)簡稱平移或直移,歐氏幾何中的一種重要變換,即在歐氏平面上(歐氏空間中),把每一點按照已知向量A的方向移到P,如此產生的變換稱為平面上(空間中)沿向量A的平移變換,簡稱平移。

.平移是第一種正交變換。平移變換的逆變換也是平移變換,兩個平移變換的乘積仍是平移變換。所有平移變換的全體構成一個群,稱為平移群。平移變換的概念可以推廣到n維歐氏空間。

對稱變換

定義

若一個平面圖形K在平面剛體運動m的作用下仍與原來的圖形重合,就說K具有對稱性,m叫做K的對稱變換。

合成

一個平面圖形的兩個對稱變換a與b的合成(先做變換a,再做變換b)仍然是這個平面圖形的對稱變換,記作b·a。

性質

1、對於任意對稱變換a與恆等變換I,都有a·I=I·a。

2、一般地,平面圖形的對稱變換不滿足交換律(除恆等變換外)。

3、平面圖形的對稱變換滿足結合律。

逆變換

1、若兩個對稱變換a、b滿足a·b=b·a=I,那么b(或a)叫做a(或b)的逆變換,記作a^–1=b(或b^–1=a)。

2、b·a的逆變換是a^–1·b^–1。

多項式的對稱變換

1、如果一個多項式F經過字母的替換仍與原來的多項式相等,那么就說F具有對稱性,上述字母的替換叫做多項式的對稱變換。

2、設一個多項式的下標組成的集合為{1,2,3,…,n},σ是n元對稱群Sn中的一個置換,如果對多項式的下標進行置換σ後仍與原來的多項式相等,那么置換σ就叫做多項式的對稱變換。

3、如果一個n次多項式的對稱變換是Sn中的全部變換,這樣的多項式叫做對稱多項式。

鏇轉變換

定義

歐氏幾何中的一種重要變換。即在歐氏平面上(歐氏空間中),讓每一點P繞一固定點(固定軸線)鏇轉一個定角,變成另一點P′,如此產生的變換稱為平面上(空間中)的鏇轉變換。此固定點(固定直線)稱為鏇轉中心(鏇轉軸),該定角稱為鏇轉角。鏇轉是第一種正交變換。

在平面內,把一個圖形繞點O鏇轉一個角度的圖形變換叫做鏇轉,點O叫做鏇轉中心,鏇轉的角叫做鏇轉角,如果圖形上的點P經過鏇轉變為點Pˊ,那么這兩個點叫做這個鏇轉的對應點。

性質

①對應點到鏇轉中心的距離相等(意味著:鏇轉中心在對應點所連線段的垂直平分線上)。

②對應點與鏇轉中心所連線段的夾角等於鏇轉角。

③鏇轉前、後的圖形全等。

鏇轉三要素:

①鏇轉中心;

②鏇轉方向;

③鏇轉角度。

注意:三要素中只要任意改變一個,圖形就會不一樣。

鏇轉變換的作圖:①確定鏇轉中心、鏇轉方向和鏇轉角度;②找出能確定圖形的關鍵點;③連結圖形的關鍵點與鏇轉中心,並按鏇轉的方向分別將它們鏇轉一個角,得到此關鍵點的對應點;④按原圖形的順序連結這些對應點,所得圖形就是鏇轉後的圖形。

全等變換的性質

1、在全等變換下,直線變為直線,線段變為線段,射線變為射線;兩直線的平行性、垂直性,所成的角度都不變;共線點變為共線點,且保持順序關係不變;直線上A、B、C三點的簡比AC:BC不變。

2、在全等變換下,三角形、多邊形和圓分別變為與它們全等的三角形、多邊形和圓;封閉圖形的面積不變。

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