logo search
АНАЛИТ

5.5. Уравнения плоскости и прямой в однородных координатах

Если собственная плоскость П в аффинной системе координат была задана общим уравнениям Ax + By + Cz + D = 0, то в соответствующей однородной системе координат она будет иметь уравнение

AX + BY + CZ + DT = 0. (*)

Уравнение несобственной плоскости имеет такой же вид. Оно получается при А = В = С = 0, D  0. Итак, (*) всегда задаёт плоскость, если A, B, C, D не равны нулю одновременно. Это общее уравнение плоскости.

Пример 5. Точки M1(X1: Y1: Z1: T1), M2(X2: Y2: Z2 : T2), M3(X3: Y3 : Z3 :T3) заданы однородными координатами и не лежат на одной прямой. Составьте уравнения проходящей через них плоскости.

Решение. Если ={X1, Y1, Z1, T1}, {X2, Y2, Z2, T2}, {X3, Y3, Z3, T3}, то векторы ,.линейно независимы и соответствуют точкамМ1, М2, М3 соответственно. Точка М(X : Y : Z : T)  (М1М2М3)  = {X, Y, Z, T} линейно выражается через векторы ,.. Отсюда получаем два вида уравнений искомой плоскости.

где , ,  любые действительные числа. Это параметрические уравнения плоскости в однородных координатах.

Используя другое необходимое и достаточное условие линейной зависимости векторов, получим

М(X : Y : Z : T)  (М1М2М3)  .

Любую прямую можно задать как линию пересечения двух плоскостей и в расширенном пространстве любые две различные плоскости пересекаются, то любую прямую в однородных координатах можно задать системой уравнений ранга 2

Это общие уравнения прямой в однородных координатах.

Пример 6. Запишите канонические уравнения эллипсоида, однополостного и двуполостного гиперболоидов, эллиптического и гиперболического параболоидов в однородных координатах.

Решение проведите самостоятельно и сравните полученные результаты.