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线性分式变换


形如以下的变换 的变换

 w=f(z)=(az+b)/(cz+d),
(1)

其中 a, b, c, d in C

 ad-bc!=0,
(2)

是一个称为线性分式变换的共形映射。该变换可以扩展到整个扩充复平面 C^*=C union {infty},定义为

f(-d/c)=infty
(3)
f(infty)=a/c
(4)

(Apostol 1997, p. 26)。线性分式变换对于 wz 都是线性的,并且在除了 z=-d/c 处的简单极点之外的所有地方都是解析的。

克莱因群离散群复平面 z->(az+b)/(cz+d) 中线性分式变换的最一般情况。

除了 f(z)=z 之外,每个线性分式变换都有一或两个不动点。线性分式变换将和直线映射到或直线。线性分式变换保持对称性。交比在线性分式变换下是不变的。线性分式变换是由平移、旋转、放大和反演组成的。

要确定一个特定的线性分式变换,需要指定三个点的映射,且保持方向不变。那么,该线性分式变换就被唯一确定了。要确定一个一般的线性分式变换,选取两个对称点 alphaalpha_S。定义 beta=f(alpha),并根据需要限制 beta。计算 beta_S。由于线性分式变换保持对称性(对称性原理),因此 f(alpha_S) 等于 beta_S。将 alphaalpha_S 代入一般线性分式变换,并使其分别等于 betabeta_S。不失一般性,设 c=1,并以 beta 表示求解 ab。将其代回一般表达式以获得线性分式变换。


另请参阅

Cayley 变换, 克莱因群, 莫比乌斯变换, 模群 Gamma, 施瓦茨引理, 对称性原理, 单模变换

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参考文献

Anderson, J. W. "The Group of Möbius Transformations." §2.1 in Hyperbolic Geometry. New York: Springer-Verlag, pp. 19-25, 1999.Apostol, T. M. "Möbius Transformations." Ch. 2.1 in Modular Functions and Dirichlet Series in Number Theory, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 26-28, 1997.Krantz, S. G. "Linear Fractional Transformations." §6.3 in Handbook of Complex Variables. Boston, MA: Birkhäuser, pp. 81-86, 1999.Mathews, J. "The Moebius Transformation." http://www.ecs.fullerton.edu/~mathews/fofz/mobius/.Needham, T. "Möbius Transformations and Inversion." Ch. 3 in Visual Complex Analysis. New York: Clarendon Press, pp. 122-188, 2000.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

线性分式变换

请按如下方式引用

Weisstein, Eric W. "Linear Fractional Transformation." 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/LinearFractionalTransformation.html

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