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仿射变换


仿射变换是任何 变换,它保持共线性(即,最初位于一条直线上的所有点在变换后仍然位于一条直线上)和距离的比率(例如,线段的中点在变换后仍然是中点)。从这个意义上讲,仿射表示一类特殊的射影变换,这些变换不会将任何对象从仿射空间 R^3 移动到无穷远平面,反之亦然。仿射变换也称为仿射性。

几何收缩膨胀放缩反射旋转剪切相似变换螺旋相似变换平移都是仿射变换,它们的组合也是如此。一般来说,仿射变换是旋转平移放缩剪切的组合。

虽然仿射变换保留线上比例,但它不一定保留角度或长度。任何三角形都可以通过仿射变换转换为任何其他三角形,因此所有三角形都是仿射的,从这个意义上讲,仿射是全等和相似的推广。

结合旋转膨胀的一个特殊例子是旋转-放大变换

[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)

分离方程,

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

这也可以写成

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

其中

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

比例因子 s 然后由下式定义

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

旋转由下式定义

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

R^n 的仿射变换是形式为 F:R^n->R^n映射

 F(p)=Ap+q
(11)

对于所有 p in R^n,其中 AR^n 的线性变换。如果 det(A)>0,则变换是保向的;如果 det(A)<0,则是反向的。


另请参阅

仿射, 仿射复平面, 仿射方程, 仿射几何, 仿射群, 仿射包, 仿射平面, 仿射空间, 等仿射性, 欧几里得运动, 特殊仿射变换

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参考文献

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 Wolfram|Alpha 中被引用

仿射变换

请引用为

Weisstein, Eric W. "仿射变换。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/AffineTransformation.html

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