Реферат: Представлення і перетворення фігур - Refy.ru - Сайт рефератов, докладов, сочинений, дипломных и курсовых работ

Представлення і перетворення фігур

Рефераты по математике » Представлення і перетворення фігур

ПРЕДСТАВЛЕННЯ І ПЕРЕТВОРЕННЯ ТОЧОК


Представлення точок здійснюється наступним чином:

На площині

У просторі

Перетворення точок.

Розглянемо результати матричного множення , що визначає точку Р, і матриці перетворення 2х2 загального виду:


(3.1)


Дослідимо декілька часткових випадків.


1) а=d=1 і c=b=0. Змін не відбувається

. (3.2)

2) d=1, b=c=0. Зміна масштабу по осі x

. (3.3)

3) b=c=0. Зміна масштабу по осях x і y

. (3.4)

4) b=c=0, d=1, a=-1. Відображення координат відносно осі y

. (3.5)

5) b=c=0, a=d<0. Відображення відносно початку координат

. (3.6)

6) а=d=1,c=0. Зсув

. (3.7)


Для початку координат маємо інваріантно


.


Рис.3.1. Перетворення точок.


ПЕРЕТВОРЕННЯ ПРЯМИХ ЛІНІЙ


Пряма задана 2 векторами.

Вектори положення точок А і В рівні і .

Рис.3.2. Перетворення прямих ліній.


Матриця перетворення


.


Одержимо:


, (3.8)

. (3.9)


Альтернативне представлення лінії AB


.


Після цього множення матриці L на Т дасть

. (3.10)


Операція зсуву збільшила довжину лінії і змінила її положення.


ОБЕРТАННЯ


Розглянемо плоский трикутник ABC.

Здійснимо поворот на 90° проти годинникової стрілки.


Рис.3.3. Обертання і відображення.


Одержимо


. (3.11)


В результаті отримаємо трикутник A*B*C*. Поворот на 180° задається матрицею


,


поворот на 270 навколо початку координат - за допомогою матриці:


.


ВІДОБРАЖЕННЯ


Відображення визначається поворотом на 180° навколо осі, що лежить у площині ху.

1) Обертання навколо прямої y=x задається матрицею:


.


Нові вирази визначаються співвідношенням:


. (3.12)


2) Обертання навколо осі y=0 задається матрицею:


.


Нові вершини визначаються співвідношенням:


. (3.13)


ЗМІНА МАСШТАБУ


Зміна масштабу визначається значенням 2-х елементів головної діагоналі матриці.

Якщо використовуємо матрицю маємо збільшення в 2 рази.

Якщо значення елементів не рівні, то має місце спотворення.

Трикутник ABC перетворений за допомогою матриці . Трикутник DEF перетворений за допомогою матриці . Маємо спотворення.


Рис.3.4. Рівномірна і нерівномірна зміна масштабів.

ДВОВИМІРНИЙ ЗСУВ І ОДНОРІДНІ КООРДИНАТИ


Введемо третій компонент у вектори точок і - і .

Матриця перетворення матиме вигляд:

перетворення фігура площина точка

.


Таким чином,


. (3.14)


Константи m, n викликають зсув x* і y* відносно x і y.

Матриця 3х2 не квадратна - вона не має оберненої матриці.

Доповнимо матрицю перетворення до квадратної


. (3.15)


Третій компонент не змінюється.