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仿射變換


仿射變換是任何 變換,它保持共線性(即,最初位於一條直線上的所有點在變換後仍然位於一條直線上)和距離的比率(例如,線段的中點在變換後仍然是中點)。從這個意義上講,仿射表示一類特殊的射影變換,這些變換不會將任何物件從仿射空間 R^3 移動到無窮遠平面,反之亦然。仿射變換也稱為仿射性。

幾何收縮膨脹放縮反射旋轉剪下相似變換螺旋相似變換平移都是仿射變換,它們的組合也是如此。一般來說,仿射變換是旋轉平移放縮剪下的組合。

雖然仿射變換保留線上比例,但它不一定保留角度或長度。任何三角形都可以透過仿射變換轉換為任何其他三角形,因此所有三角形都是仿射的,從這個意義上講,仿射是全等和相似的推廣。

結合旋轉膨脹的一個特殊例子是旋轉-放大變換

[x^'; y^']=s[cosalpha sinalpha; -sinalpha cosalpha][x-x_0; y-y_0]
(1)
=s[cosalpha(x-x_0)+sinalpha(y-y_0); -sinalpha(x-x_0)+cosalpha(y-y_0)].
(2)

分離方程,

x^'=(scosalpha)x+(ssinalpha)y-s(x_0cosalpha+y_0sinalpha)
(3)
y^'=(-ssinalpha)x+(scosalpha)y+s(x_0sinalpha-y_0cosalpha).
(4)

這也可以寫成

x^'=ax-by+c
(5)
y^'=bx+ay+d,
(6)

其中

a=scosalpha
(7)
b=-ssinalpha.
(8)

比例因子 s 然後由下式定義

 s=sqrt(a^2+b^2),
(9)

旋轉由下式定義

 alpha=tan^(-1)(-b/a).
(10)

R^n 的仿射變換是形式為 F:R^n->R^n對映

 F(p)=Ap+q
(11)

對於所有 p in R^n,其中 AR^n 的線性變換。如果 det(A)>0,則變換是保向的;如果 det(A)<0,則是反向的。


另請參閱

仿射, 仿射覆平面, 仿射方程, 仿射幾何, 仿射群, 仿射包, 仿射平面, 仿射空間, 等仿射性, 歐幾里得運動, 特殊仿射變換

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參考文獻

Croft, H. T.; Falconer, K. J.; and Guy, R. K. Unsolved Problems in Geometry. New York: Springer-Verlag, p. 3, 1991.Gray, A. Modern Differential Geometry of Curves and Surfaces with Mathematica, 2nd ed. Boca Raton, FL: CRC Press, p. 130, 1997.Zwillinger, D. (Ed.). "Affine Transformations." §4.3.2 in CRC Standard Mathematical Tables and Formulae. Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 265-266, 1995.

在 中被引用

仿射變換

請引用為

Weisstein, Eric W. "仿射變換。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/AffineTransformation.html

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