diff --git a/Geometria 1/Scheda riassuntiva/main.pdf b/Geometria 1/Scheda riassuntiva/main.pdf index ee9545a..1bb9c45 100644 Binary files a/Geometria 1/Scheda riassuntiva/main.pdf and b/Geometria 1/Scheda riassuntiva/main.pdf differ diff --git a/Geometria 1/Scheda riassuntiva/main.tex b/Geometria 1/Scheda riassuntiva/main.tex index 8cbcc5b..30e9d62 100644 --- a/Geometria 1/Scheda riassuntiva/main.tex +++ b/Geometria 1/Scheda riassuntiva/main.tex @@ -2406,6 +2406,20 @@ In questo modo si dimostra facilmente che in un triangolo il baricentro geometrico giace sulle congiungenti dei punti medi con i vertici opposti. + Si osserva che se $A$ e $B$ sono due sottospazi affini, allora anche + $A \cap B$ è un sottospazio affine se $A \cap B \neq \emptyset$. Inoltre, se $A \cap B \neq \emptyset$, + allora $(A \cap B)_0 = A_0 \cap B_0$. \\ \vskip 0.05in + + Si definisce \textit{somma affine} $A + B$ di due sottospazi affini $A$ e $B$ di $E$ + il sottospazio affine $\Aff(A \cup B)$. In generale vale la seguente + uguaglianza: + \[ (A + B)_0 = A_0 + B_0 + \Span(P_0' - P_0), \quad P_0' \in A, P_0 \in B. \] + Inoltre $\Span(P_0' - P_0) \subseteq A_0 + B_0 \iff A \cap B \neq \emptyset$, + altrimenti $(A + B)_0 = A_0 + B_0 \oplus \Span(P_0' - P_0)$. Pertanto, se $A \cap B \neq \emptyset$, continua a valere la formula di Grassmann: + \[ \dim (A + B) = \dim A + \dim B - \dim (A \cap B) \quad \se A \cap B \neq \emptyset, \] + altrimenti vale la formula di Grassmann modificata: + \[ \dim (A + B) = \dim A + \dim B - \dim (A \cap B) + 1 \quad \se A \cap B = \emptyset. \] + \subsection{Applicazioni affini e affinità} Siano $E$ spazio affine su $V$, $E'$ spazio affine su $V'$ sullo stesso campo $\KK$. @@ -2443,47 +2457,39 @@ Sia $E$ spazio affine di dimensione $n$. - \begin{enumerate} + \begin{enumerate}[(i)] \item se $f\in A(E)$ e i punti $P_0$, ..., $P_n \in E$ sono affinemente indipendenti, allora anche i punti $f(P_0)$, ..., $f(P_n)$ sono affinemente indipendenti, \item se $\dim E_0 = n$, i punti $P_0$, ..., $P_n$ sono affinemente indipendenti e anche i punti $Q_0$, ... $Q_n$ sono affinemente indipendenti, allora esiste ed è unica l'affinità $f : E \rightarrow E$ tale che $f(P_i)=Q_i \forall i=1\text{---}n$, \item se $f\in A(E)$, $D \subseteq E$ sottospazio affine $\implies f(D)$ è un sottospazio affine della stessa dimensione. \end{enumerate} - \subsection{Spazio proiettivo} - Chiamiamo l'insieme dei sottospazi di dimensione 1 in $\KK^{n+1}$ \textit{spazio proiettivo} (associato a $\KK^{n+1})$ e lo denotiamo con $\PP(\KK^{n+1})=\PP^n(\KK)$ + Siano ($P_1$, $P_2$, $P_3$), ($Q_1$, $Q_2$, $Q_3$) due terne di punti distinti di $\mathcal{A}_1(\KK)$. Allora esiste ed è unica l'applicazione affine $f \in A(\mathcal{A}_1(\KK))$ tale che $f(P_i)=Q_i$ $\forall i=1,$ $2$, $3$ $\iff \lambda(P_1, P_2, P_3)=\lambda(Q_1, Q_2, Q_3)$, dove $\lambda(P_1,P_2,P_3)$ è detto \textit{rapporto semplice} ed è definito come: + \[ \lambda(P_1, P_2, P_3) = \frac{P_3 - P_1}{P_2 - P_1}. \] + Infatti $f$ è già unica ponendo $f(P_1) = Q_1$ e $f(P_2) = Q_2$; allora, poiché + $\mathcal{A}_1(\KK)$ è di dimensione unitaria, $P_3$ deve scriversi come combinazione + affine di $P_1$ e $P_2$ in modo tale che $P_3 = P_1 + \lambda (P_2 - P_1)$. In questo + modo, poiché $f(P_3) = Q_3$, anche $Q_3 = Q_1 + \lambda (Q_2 - Q_1)$, da cui la + motivazione dietro all'uguaglianza dei rapporti semplici. - Ogni punto $\begin{pmatrix} - \x \\ 1 - \end{pmatrix}\in H_{n+1}$ individua un unico sottospazio $l=Span(\begin{pmatrix} - \x \\ 1 - \end{pmatrix})\in \KK^{n+1}$ di dimensione 1. + \begin{itemize} + \item $A(\AA_1(\KK))$ agisce transitivamente su $\mathcal{A}_1(\KK)$, + $\Stab(x_0)=\{f\mid f(x_0)=x_0\} \cong \GL_1(\KK)$ (infatti la matrice associata all'affinità dipende da un solo parametro), + \item $\abs{\Fix(f)} \leq 1$, e + $\abs{\Fix(f)}=0 \iff f$ è una traslazione, dove $\Fix(f) = \{x\in \mathcal{A}_1(\KK)\mid f(x)=x\}$, + \item $A(\mathcal{A}_1(\KK))$ agisce in maniera semplicemente transitiva sulle coppie di punti $(P_1,P_2) \in \AA_1(\KK) \times \AA_1(\KK)$ con $P_1\neq P_2$. + \end{itemize} + + \subsection{Spazio proiettivo} + Si definisce \textit{spazio proiettivo} relativo a $\KK^{n+1}$ l'insieme delle rette di $\KK^{n+1}$. Tale spazio viene denotato come $\PP(\KK^{n+1})=\PP^n(\KK)$ (intuitivamente lo spazio proiettivo perde una dimensione rispetto allo spazio di partenza perché è la proiezione di tutte le rette in un unico punto, eccetto per i punti all'infinito). + + Equivalentemente lo spazio proiettivo è l'insieme quoziente di $\KK^{n+1}$ tramite + la relazione di equivalenza $\sim$ dove $\vec x \sim \vec y \defiff \exists \lambda \in \KK, \lambda \neq 0 \mid \vec x = \lambda \vec y$. - La differenza $\PP^n(\KK)\setminus \mathcal{A}_n(\KK)$ corrisponde ai sottogruppi $l\in \KK^{n+1}$ tali che $l\subset\{\x\in \mathcal{A}_{n+1}(\KK)\mid x_{n+1}=0\}\cong \KK^n$, cioè corrisponde a un $\PP(\KK^n)=\PP^{n-1}(\KK)$ %?? + Ogni punto $\vec x \in \KK^n$ individua un unico sottospazio di dimensione unitaria in $\KK^{n+1}$ tramite $\iota$, ossia: $\Span(\iota(\vec x)) = \Span(\projT\x)$. L'insieme di rette non individuate tramite elementi di $\KK^n$ è in particolare formato dalle rette appartenenti al piano $\{\x \in \KK^{n+1} \mid x_{n+1}=0\}\cong \KK^n$; dal momento che queste rette si identificano come tutte le rette di $\KK^n$, esse rappresentano in particolare lo spazio proiettivo di una dimensione ancora minore, $\PP^{n-1}(\KK)$. - Tali rette si dicono \textit{punti all'infinito} di $\mathcal{A}_n(\KK)$, intituivamente un punto all'infinito è il limite di un punto $P\in \mathcal{A}_n(\KK)$ che si allontana verso l'infinito di direzione $l$ %?? + Le rette appartenenti al piano $\{\x \in \KK^{n+1} \mid x_{n+1}=0\}$ sono dette \textit{punti all'infinito} di $\PP^n(\KK)$ (intuitivamente un punto all'infinito indica la direzione dei vari infiniti del piano). - Si può ricoprire $\PP^n(\KK)$ con gli iperpiani $H_i=\{\x\in \mathcal{A}_{n+1}(\KK)\mid x_{i}=1\}$. - Ogni 1-sottospazio $l\in \KK^{n+1}$ interseca almeno uno degli $H_i$ in un punto. - - \subsection{Complementi sugli spazi affini} - Alcuni esempi visti a lezione: %da tenere ? - \begin{itemize} - \item $A_1(\KK)$ agisce transitivamente su $\mathcal{A}_1(\KK)$. Non agisce liberamente se $x_0\in\mathcal{A}_1(\KK)$ - $Stab(x_0)=\{f\mid f(x_0)=x_0\}\cong GL_1(\KK)$ - \item $|Fix(f)|=|\{x\in \mathcal{A}_1(\KK)\mid f(x)=x\}|\geq1$. - $|Fix(f)|=0\iff f$ è una traslazione - \item $\mathcal{A}_1(\KK)$ agisce in maniera semplicemente transitiva sulle coppie di punti $(P_1,P_2), P_1\neq P_2$ - \item Siano $P_1,P_2,P_3$, $Q_1,Q_2,Q_3$ due terne di punti distinti, allora esiste ed è unica $f\in \mathcal{A}_1(\KK)$ tale che $f(P_i)=Q_i \forall i=1,2,3 \iff \lambda(P_1,P_2,P_3)=\lambda(Q_1,Q_2,Q_3)$ dove $\lambda(P_1,P_2,P_3)$ è definito dal \textit{rapporto semplice} $P_3-P_1=\lambda(P_2-P_1)$ ($\iff P_3=(1-\lambda)P_1+\lambda P_2$) - %vari esempi di posizione tra rette e numero di parametri di dipendenza. da inserire (?) - \item $A,B$ sottospazi affini $\implies D\cap D'=\emptyset$ oppure $D\cap D'$ è un sottospazio affine. - \item se $A \cap B \neq \emptyset$, vale la formula di Grassmann, - \item se $A \cap B = \emptyset$, $\dim (A + B) = \dim A + \dim B - \dim (A_0 \cap B_0) + 1$, - \item ogni affinità $f(\x) = M \x + \vec t$ può scriversi in forma matriciale - come: - - \[ \Matrix{M & \vec t \\ 0 & 1}. \] - \end{itemize} - + Si può ricoprire $\PP^n(\KK)$ con gli iperpiani $H_i=\{\x\in \mathcal{A}_{n+1}(\KK)\mid x_{i}=1\}$ dal momento che ogni retta deve intersecare almeno uno di questi iperpiani in un punto. \subsection{Coniche} %problema di notazione, come fare A maiuscola corsiva da sostituire a \matchal{A} (?) Una conica in $\mathcal{A}_2(\KK)$ è il luogo delle soluzioni di un polinomio di secondo grado $p(x,y)=ax^2+bxy+cy^2+dx+ey+f$. diff --git a/tex/latex/style/personal_commands.sty b/tex/latex/style/personal_commands.sty index 0449631..2edb8b7 100644 --- a/tex/latex/style/personal_commands.sty +++ b/tex/latex/style/personal_commands.sty @@ -106,6 +106,9 @@ \newcommand{\RRbar}{\overline{\RR}} % Spesso utilizzati al corso di Geometria 1. +\newcommand{\proj}[1]{\Matrix{#1 \\[0.03in] \hline 1}} +\newcommand{\projT}[1]{\Matrix{#1 & \rvline & 1}^\top} + \let\AA\undefined \newcommand{\AA}{\mathcal{A}} \newcommand{\MM}{\mathcal{M}} @@ -316,7 +319,7 @@ \DeclareMathOperator{\Char}{char} \DeclareMathOperator{\Dom}{Dom} -\DeclareMathOperator{\Fix}{\textit{Fix}\,} +\DeclareMathOperator{\Fix}{Fix} \DeclareMathOperator{\End}{End} \DeclareMathOperator{\existsone}{\exists !} \DeclareMathOperator{\Hom}{Hom}