仿射变换是一种在几何中广泛使用的变换,它保持了许多重要的几何特性。以下是仿射变换保持的一些关键几何特性:
点的连线性:如果两个点在变换前是共线的(即位于同一直线上),则在仿射变换后它们仍然共线。
直线和平面的平行性:如果两直线或两平面在变换前是平行的,那么在仿射变换后它们仍然是平行的。
距离比例:仿射变换会保持点之间的距离比例不变。具体来说,如果点A、B、C在变换前满足AB:AC的比例为 k,则变换后的点A'、B'、C'也满足A'B':A'C' = k。
垂直性:尽管仿射变换不会保持角度的绝对值不变,但会保持垂直关系。如果两条直线在变换前是垂直的,那么在变换后它们仍然垂直。
直线的斜率:在二维空间中,如果一条直线的斜率不为无限大,那么在仿射变换之后,这条直线的斜率保持不变。对于三维空间和其他高维空间,直线的概念扩展为平面或超平面,这个特性也同样适用。
面积比:在二维空间中,仿射变换保持了由直线段围成的多边形面积的比例不变。在三维空间中,它保持了由平面多边形围成的体积的比例不变。
线性结构:仿射变换可以表示为一个线性变换加上一个平移,这意味着它们保持了线性结构。
需要注意的是,虽然仿射变换保持了上述特性,但它们并不保持角度和长度的绝对值。这意味着,虽然平行线保持平行,但角度可能会改变,而且某些距离可能会被缩放。