Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

13.1: Кут паралелізму

PДозволяти точка від h-лінії. Падіння перпендикуляр(PQ)h відP до; нехайQ бути його точка ноги. ϕДозволяти найменшим значенням таким чином, що h-лінія(PZ)h з|hQPZ|=ϕ не перетинається.

Значенняϕ називається кутом паралельностіP до. Зрозуміло, щоϕ залежить тільки від h-відстаніs=PQh. Далі,ϕ(s)π/2 якs0, іϕ(s)0 якs. (В евклідовій геометрії кут паралелізму однаково дорівнюєπ/2.)

2021-02-24 пнг

ЯкщоP, іZ є як вище, то h-лініяm=(PZ)h називається асимптотично паралельно. Іншими словами, дві h-лінії асимптотично паралельні, якщо вони поділяють одну ідеальну точку. (У гіперболічній геометрії термін паралельні лінії часто використовується для асимптотично паралельних ліній; ми не дотримуємося цієї умовності.)

ВраховуючиP, є рівно дві асимптотично паралельні лінії черезP до; інші паралельні лінії називаються ультра паралельними.

На діаграмі дві суцільні h-лінії, що проходять черезP асимптотично паралельні; пунктирна h-лінія ультра паралельна.

Вправа13.1.1

Показати, що дві різні h-лінії іm є ультрапаралельними тоді і тільки тоді, коли вони мають загальний перпендикуляр; тобто існуєh -лініяn така, щоn іnm.

Підказка

2021-02-24 пнг

Частина «тільки якщо». Припустимо іm є ультрапаралельними; тобто вони не перетинаються і мають чіткі ідеальні точки. Позначимо ідеальні точки поA,B,C, іD; можна вважати, що вони з'являються на абсолюті в тому ж порядку. У цьому випадку h-лінія з ідеальними точкамиA іC перетинає h-лінію з ідеальними точкамиB іD. Позначають поO їх точці перетину.

За Lemma 12.3.1, можна припустити, щоO це центр абсолюту. Зверніть увагу, що це відображенняm поперекO в евклідовому сенсі. Відкиньте h-перпендикулярn відO до, і покажіть, щоnm.

Частина «Якщо». Припустимоn, це загальний перпендикуляр. Позначимо поL іM його точки перетину з іm відповідно. За лемою 12.3.1 можна припустити, що центром абсолютуO є h-серединаL іM. Зверніть увагу, що в даному випадку є відображенням m поперекO в евклідовому сенсі. Звідси випливає, щоm ідеальні точки h-ліній і симетричні один одному. Тому, якщо одна пара з них збігається, то так і інша пара. За вправою 12.1.1=m, що суперечить припущеннюm.

Пропозиція13.1.1

QДозволяти бути точка стопиP на h-лінії. Тоді

PQh=12ln1+cosϕ1cosϕ,

деϕ - кут паралельностіP до.

Зокрема, якщоP іβ=|hXPY| по якихось моментахX,Y, то

PQh<12ln1+cosβ21cosβ2.

2021-02-24 пнг

Доказ

Застосовуючи рух h-площини при необхідності, ми можемо припустити, щоP це центр абсолюту. Потім h-лінії черезP є перетинами евклідових ліній з h-площиною.

НехайA іB позначають ідеальні точки. Без втрати спільності можна вважати, щоAPB це позитивно. В даному випадку

ϕ=QPB=APQ=12APB.

ZДозволяти бути центром кола,Γ що містить h-лінію. XВстановити точку перетину евклідового відрізка[AB] і лінії(PQ).

Зверніть увагу, що,PX=cosϕ. Тому, за Леммою 12.3.2,

PXh=ln1+cosϕ1cosϕ.

Зверніть увагу, що обидва кутиPBZ іBXZ правильні. Так як кутPZB спільний,ZBXZPB. Зокрема,

ZXZP=ZB2;\]

тобтоX є зворотнимP вΓ.

Інверсія вΓ є відображенням h-площини поперек. Тому

PQh=QXh==12PXh==12ln1+cosϕ1cosϕ.

Останній оператор слідуєϕ>β2 since і функція

зменшується в інтервалі(0,π2].

Вправа13.1.2

ABCДозволяти рівносторонній h-трикутник зі стороною100. Покажіть, що

|hABC|<110 000 000 000.

Підказка

За нерівністю трикутника h-відстань відB до(AC)h становить не менше 50. Залишилося прикинути|hABC|usingProposition\(13.1.1. Нерівністьcosϕ1110ϕ2 для|ϕ|<π2 іe3>10 повинна допомогти закінчити докази.