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知识点一:平面到平面上的平行射影



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是两个不同的(平行或相交)的平面,是不平行也不平行的直线。

定义沿方向的平行射影,指的是从的一个映射,它使得平面上的每个点对应于上的点,点在过点且平行于给定直线的直线上,

如图所示

   

平行射影把平面上的一个图形变成平面上的某个图形

如果,则平行射影把上的图形变成上的一个全等的图形;如果,则平行射影改变图形的形态。

改变直线的方向,会得到不同的从的平行射影。

平行射影具有以下基本性质:

性质平行射影把上的直线映射成上的直线(图1).

实际上,过直线上的点且平行于的直线构成一个平面

在上述平行射影下的像就是平面的交线;

反之,上的每一条直线都是上某一直线的像。

性质平行射影把平行直线变成平行直线(图2).

实际上,作与直线平行且分别通过的两个平面

则平面平行,

从而与平面的交线也平行。

 

性质3  平行射影保持两条共线的线段的长度之比不变,也保持平行线上两个线段的长度之比不变。

实际上,与一个角的两边相交的平行线在这两个边上截得成比例的线段 

,并设是直线上的点,使得

有性质2知,平行射影将变成

故有上面已证,有

性质4  平行射影保持平面上两个图形的面积比不变。

定理是平面上不共线的三个点,是平面上不共线的三个点,则存在从上的一个平行射影把映射成上与相似的.

证明    一般情况即,将平面放置于空间中,使得沿直线相交,

在平面上选取一点,使得,则所求的平行射影由直线确定.  

1.设的三条高线,则有

    证明:因为,所以

         同理可得

         于是

  2.设分别是的边上的点(不在延长线上),如果,则直线共点

(证明思路)我们求得一个平行射影,将所在的平面映射的另一个平面上得到,使得直线 在平行射影下的象是的三条高线,这样由例1可得给定的等式。

证明  做,使得三条高线的垂足依次分三边为给定比:,做法如下:

首先,取任意线段,在上取点,使得,过点做线段的垂线,在线段上取点,使得,过的垂线,设以线段为直径的半圆与垂线的交点为。直线与垂线的交点为,连接 得

下面证明为所求作的三角形。

边上的高线,设是另外一条高线。

由于

并且由例1知:

    而

所以

由定理1,用一个平行射影将映射到和相似的一个三角形

由平行射影性质3:“平行射影保持共线线段的比不变”,可知点映射到的高线的垂足上。

而直线则映射到它的高线上,由于三角形的高线共点,故共点。