Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Двойственное пространство

1467 байт добавлено, 01:04, 13 декабря 2016
Жолус
<b>Двойственным пространством</b> называется пространство линейных функционалов на линейном пространстве <tex>\mathbb{R}^2</tex>.
}}
Любой линейный функционал <tex>f</tex> можно представить как <tex>f((x, y)) := ax - + b + = cy</tex>. Это значит, каждому такому функционалу будет соответствовать точка в двойственном пространстве с однородными координатами <tex>(-a, -b, c)</tex>. Таким образом, мы можем определить <i>дуальное преобразование</i> (<tex>p \mapsto p^\star</tex>)
для прямой, как точку в двойственном пространстве.
{{Утверждение|statement=
Дуальное преобразование от точки <tex>p = (p_x, p_y, p_z)</tex> в исходном пространстве дает прямую <tex>p^\star := (p_z y = p_x x - p_y)</tex> в двойственном.
|proof=
Расмотрим все прямые <tex>l</tex>, такие что <tex>p \in l</tex>. Более формально, пусть <tex>L = \{l : l = (-a, b, c), \: cp_y = ap_x - bp_z\}</tex>.Для каждой можно выразить <tex>b</tex>: <tex>b p_z = ap_x - cp_y</tex>, сделаем замену <tex>\left[a := x, b := y\right]</tex> и получим, что все точки <tex>l^\star</tex>
из <tex>L</tex> удовлетворяют уравнению прямой.
}}
# <tex>p</tex> лежит над <tex>l</tex>, тогда и только тогда когда <tex>l^\star</tex> лежит над <tex>p^\star</tex>
|proof=
TODO1. Пусть <tex>p \in l</tex>. Возьмем две точки <tex>p_1</tex> и <tex>p_2</tex> такие, что <tex>p_1, p_2 \in l</tex>. Тогда <tex>\text{rot}(p_1, p_2, p) = \begin{vmatrix} p_{1x} & p_{1y} & p_{1z} \\ p_{2x} & p_{2y} & p_{2z} \\ p_x & p_y & p_z \end{vmatrix} = 0</tex>. Воспользуемся леммой о предикате проверки расположения прямых. В двойственном пространстве точкам <tex>p, p_1, p_2</tex> будут соответствовать прямые с соответствующими коэффициентами. Так как этот предикат равен нулю, все три прямые пройдут через одну точку - <tex>l^\star</tex>, в силу подстановки коэффициентов. Обратное следствие верно в силу того, что второе сопряженное пространство есть исходное.2. Пусть <tex>rot(p_1, p_2, p) \geqslant 0</tex> и <tex> p_1 \geqslant p_2</tex>. Тогда, по лемме, <tex>p^\star</tex> будет выше, чем <tex>l^\star</tex>. Обратное аналогично.
}}
{{Утверждение|statement=
где <tex>l</tex> - прямая на которой лежат <tex>p</tex> и <tex>q</tex>.
|proof=
TODOПоставим точку <tex>r</tex> в точку <tex>p</tex> и будем непрерывно перемещать ее к <tex>q</tex>. Посмотрим, что происходит с <tex>r^\star</tex> 
}}
 
== Прикладной смысл двойственного пространства ==
Двойственной пространство позволяет нам посмотреть на некоторые задачи с другой точки зрения. Ниже приведен список задач:
# [[Пересечение_полуплоскостей,_связь_с_выпуклыми_оболочками|Построение пересечения полуплоскостей с помощью построения выпуклой оболочки в двойственном пространстве]]
# Set of points to Arrangements of Lines // TODO
Анонимный участник

Навигация