三年前的高二和去年的大一我都想过一个问题,平面曲线xy=k和a*x^2-b*y^2=h可能“重合”吗?
去年刚刚学习解析几何,我的理解是通过变换x'=x+y,y'=x-y,变换矩阵T=[1,1;1,-1],图解如下
这两支曲线的转变与所作的变换方程有关,而且是确定的。但就是如此简单的问题,我高中时可想了很久的,那时候所学的变换无非是平移变换和对称变换,很少涉及旋转,而且是涉及到图像方程的变换。
变换方程组完美的链接了方程xy=1和方程x^2-y^2=1,而一般地,
完美的链接了方程xy=k和方程a*x^2-b*y^2=h,也就是说这两类曲线是“重合”的,而且因为系数的关系他们是一一对应重合的。
现在大二,学习了抽象代数,我学着用抽代的思想重审这个问题。图解如下
(x)定义为以x为基本元的群,抽代上称为循环群,但由于这里元素的特殊性,不存在循环特质,所以有所不同,但不影响我们的分析。
即在这里为集合同构于
即在我们眼中,这两个集合本身没有什么区别,但这又有另外一个问题,集合之间同构是保持了其加法和乘法了的,在这里,加法和乘法又该如何定义呢?需要我们深思。但我相信这不是问题,因为直觉上其内在就存在着紧密的联系。
如何解决这其中对加法和乘法的定义呢?想到这两族曲线是通过方程组联系起来的,那一定可以从这里面分析。
这类方程组称为线性方程组,对应的,变换也称为线性变换。而显然他是满足加法和乘法的,当然这里定义的加法和乘法分别称为矩阵加法和矩阵乘法。所有从同构角度分析便很好理解了。
思考的乐趣就在于此,对同一个哪怕简单至极的问题也可以多个角度分析,妙哉乐哉
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