平移

✍ dations ◷ 2025-04-26 13:00:22 #欧几里得几何,欧几里得对称

在仿射几何,平移(translation)是将物件的每点向同一方向移动相同距离。

它是等距同构,是仿射空间中仿射变换的一种。它可以视为将同一个向量加到每点上,或将坐标系统的中心移动所得的结果。即是说,若 v {\displaystyle \mathbf {v} } 是一个已知的向量, p {\displaystyle \mathbf {p} } 是空间中一点,平移 T v ( p ) = p + v {\displaystyle T_{\mathbf {v} }(\mathbf {p} )=\mathbf {p} +\mathbf {v} }

将同一点平移两次,结果可用一次平移表示,即 T v ( T u ( p ) ) = T v + u ( p ) {\displaystyle T_{\mathbf {v} }(T_{\mathbf {u} }(\mathbf {p} ))=T_{\mathbf {v} +\mathbf {u} }(\mathbf {p} )} ,因此所有平移的集是一个群,称为平移群。这个群和空间同构,又是欧几里德群E(n)的正规子群。

T对E的商群与正交群O(n)同构:E(n) / T = O(n)。

例如在三维空间,使用齐次坐标, T v {\displaystyle T_{\mathbf {v} }} 可用矩阵表示为

平移的结果 T v ( p ) {\displaystyle T_{\mathbf {v} }(\mathbf {p} )} 就是


平移的逆矩阵: T v 1 = T v {\displaystyle T_{\mathbf {v} }^{-1}=T_{-\mathbf {v} }} 。两个平移矩阵的积就是两次平移的结果: T u T v = T u + v {\displaystyle T_{\mathbf {u} }T_{\mathbf {v} }=T_{\mathbf {u} +\mathbf {v} }} 。因为向量加法符合交换律,所以平移群不像一般矩阵乘法,平移矩阵乘法是可交换的。

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