仿射變換最重要的性質是保持點的共線性(或共面性)以及保持直線的平行性.
有的玻璃窗的外框是正方形的,陽光透窗而人,落在地板上,外框的影子卻未必是正方形的了,但是也不會變成圓形或三角形,這影子是一個平行四邊形.
在玻璃上畫一個幾何圖形,陽光會把這個幾何圖形“印”到地板上,但是樣子變了.
太陽離地球很遠很遠,所以照在玻璃窗上的一束太陽光,可以當成平行光束.在平行光束投射之下,玻璃上的幾何圖形和它的影子可以大不一樣,
你可能注意到:正午,你的影子很短;傍晚,你的影子很長.
正方形的影子不一定是正方形.圖形里的角和影子里的角也不一定一樣.
這種圖形變換,變得比旋轉、平移、反射都厲害,它能改變兩點之間的距離,變得比“按比例放大、縮小”更厲害,它能改變兩直線之間的夾角,
數學家把這種變換叫仿射變換.
長短可以改變,角度也可以改變,玻璃上的幾何圖形和它的影子之間還有什么共同之處呢?
共同之處還不少呢!
直線的影子還是直線.確切地說,線段的影子還是線段,因為玻璃上畫不下一整條直線.
線段的中點還是中點.也就是說,如果玻璃上有一條線段AB,AB的中點是M,AB的影子是A'B’,M的影子是M’,那么M’也是A'B’的中點.
平行線的影子還是平行線.
平行四邊形的影子還是平行四邊形.
三角形的影子還是三角形.
圓變成什么樣子了呢?
圓可能變扁,用準確的數學術語說,圓變成了橢圓.
什么是橢圓?
一根網木棒,用鋸子斜著鋸斷,斷面就是橢圓.