位似曲线与单参数曲线族
2012-11-05钱季伟
长江工程职业技术学院学报 2012年1期
钱季伟
(长江工程职业技术学院,武汉 430212)
在中学数学中,用内角的相等或边长的成比例来定义三角形或多边形的相似,显然这种方法不能推广到曲线(形)上来,因此必须挖掘相似性的更本质的内涵,使之可以在更广泛的场合下应用于相似问题的讨论。
1 若干定义
(1)位似变换。取定平面上一点O,称为位似中心,规定点O在位似变换下的象即自己;平面上其他的点p在变换下的象p'满足:p'在直线op上,=k(≠0.1),k称为位似比,p称为p'的原象。显然象与原象的概念是对称的,若以p'为原象,点p为象,则位似比
在直角坐标系中,以原点O为位似中心,位似变换可表示为:


图1
(2)对平面上任意曲线F上所有的点作位似变换,所有的点的象组成曲线F',则称F'与线F是位似曲线。
(3)对于曲线G与G',若能通过平面上的等距(平移、旋转与反射)变换,使之成为位似曲线,则称G与G'为相似曲线。
由以上定义可知:两曲线是相似的,必须且只须它们是位似的;曲线的位似是曲线相似的本质的表示形式,因此位似比也可称为相似比。
2 引 理
以坐标原点O为位似中心,k为位似比,若曲线C1的方程为Φ(x,y)=0,则曲线C2是C1的位似曲线的充分必要条件是:它的方程是(考虑到几何图形的清晰性,规定曲线与以位似中心为始点的射线最多相交于一点。)
证:对C1上所有的点P(x,y),作变换(1),即以代入 Φ(x,y)=0,得到曲线Φ该曲线上的点P'(x',y')是C1上的点P 的象,且,所以是C1的位似比为k的位似曲线。再把x',y'改写为x,y,就得到位似曲线的方程:

由此可知,具有方程(2)的曲线C2确是C1的位似曲线,这就证明了条件的充分性;……
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