虚角的平分线可能是实的
让我们找出点的轨迹R(右)²由齐次二次方程定义
A、B、C实数。将X/Y视为单个变量X,我们可以看到(1)可以通过二次公式
表示两个根a=(-B+√B²-4AC)/2A和b=(-b-√B²-4AC)/2A个我们看到了
(3) | AX²+BXY+CY²=A(X-aY)(X-bY)=0。 |
从而解决(1)相当于求解(X-aY)(X-bY)=0,或X-aY=0和X-bY=0分别进行。后一个方程定义了穿过原点的两条直线。因为,取决于B²-4AC是正的、零的或负的a和b可以是不同的实的、相等的实的,也可以是具有非零虚部的复数,我们可以说这样定义的两条线是实的、不同的、实的、重合的和虚的。
对于通过原点的直线X-aY=0,a是直线与Y轴之间夹角的切线;X-bY中的b的解释类似。如果这两个角度是α和β,则两条线之间的角度(高达一个符号)为α - β.自ab=C/A,我们可以找到它的切线:
(4) | tan(α-β) | =(tanα-tanβ)/(1+tanα·tanβ) |
| | =(a-b)/(1+ab) |
| | =√B²-4AC/(C+A)。 |
两条直线之间的平分线方程为X-mY=0,m的解释类似。平分线与Y轴形成一个角度,如果取两次,则得出两条直线的角度之和。使用斜率可以看出
(5) | 2米/(1-m²)=(a+b)/(1-ab)=-b/(a-C)。 |
作为m的方程,(5)可以重写:
这是一个以m为单位的二次方程,判别式等于4((A-C)²+B²)/B²这总是积极的。由此可见(6)总是有两个实解:一个是给出两条直线形成的(内)角的平分线X-aY=0和X-bY=0另一个给出了外角的平分线。观察一下,因为(从(6))两个根(平分线的斜率)的乘积是-1,正如人们所料,两个平分线是垂直的。
现在情况应该给一个开始。(1)定义一对线。一般来说,这些线条可能是真实的,也可能是虚构的。在这两种情况下,它们似乎形成了一个角,其平分线总是一条实线!我们从中得到了什么?这种奇怪是真实的还是虚构的?
这一困惑承认了一个非常简单、非常自然的答案。要可视化包含两个实数的复数,需要两个实轴——一个实平面。自,年(1),X和Y可能都很复杂,一个可能需要两对轴,即一个四维空间来可视化它们的相互依赖性。这就是虚线所在的地方。我们在真实的XY平面中看到的只是四维结构的投影,通常是不够的。从4D的角度来看,有真实平分线的假想线并没有什么奇怪的。即使在3D中也可能发生这种情况。实际上,在z=0平面(3D中的xy-plane)。平面围绕平分线旋转,将把角度的两侧移动到第三维空间——可以说,对平面的居民来说是看不见的——而平分线本身将牢牢地留在平面上。
通过类比,对具有真实平分线的假想角现象的解释是,坐在3D中,我们看不到完全的图片,而这张图片自然是4D的,而只是它的横截面。有时,就像假想的角度一样,横截面并不能提供我们所看到的东西的线索。有时,就像在真实角度的情况下一样,我们对(复杂的)现象有了更好的了解。我们可能总是想知道,在后一种情况下,我们是否看到了一个完整的画面。
工具书类
- G.三文鱼,圆锥截面论,切尔西酒吧,6e,1960年
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