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半平面

发布时间:2023-09-16 21:56:34

半平面

平面内的一条直线把这个平面分成两部分,每一部分对这个平面来说,都叫做半平面。包括这条直线的半平面叫做闭半平面,否则叫做开半平面。

半平面定义

半平面定义1

半平面是立体几何的基本概念之一。一条直线将平面分为两部分,其中的每一部分均称为半平面。例如,若a是平面α上的一条直线,则将α上不属于a的点按以下性质分为两个集合:连结同一个集合的两点的线段不与a相交,连结不同集合的两点的线段必与a相交。这两个集合都称为半平面,直线a称为这两个半平面的边界或边缘,包含边界的半平面称为闭半平面,不包含边界的半平面称为开半平面。

半平面定义2

欧氏平面被平面上一直线

分割成两部分,其中每一部分都称做半平面,直线

可以属于两半平面中的任一个,若直线

的方程为

(A,B不同时为零),且它不属于两半平面中的任何一个,则该直线所确定的两半平面中一个上的点都满足

,而另半平面上的点都满足

半平面定义3

所谓半平面,就是指一条直线一侧的部分。若规定直线的正方向.则沿正方向看去,左侧的部分称为左半平面,右侧的部分称为右半平面。直线上的点属于哪个半平面,需根据实际问题,具体判断。

半平面定义4

直线

平面分割成两个半平面。若对着向量

的方向时,在左边的半平面称为左半平面,在右边的半平面称为右半平面。请注意左右半平面的定义是由向量

的方向所决定。例如:直线

所分割的平面如图1,直线

(同样的直线但方向相反)分割的平面如图2。

有时讨论半平面,是要决定哪个半平面包含所给定的点,对于由直线

分割的平面,它的左半平面与右半平面如3所示。

要决定那个半平面包含点

我们可以定义向量

如果P在左半平面,则

是(0,0,1)的正倍数;如果P在右半平面,则

是(0,0,1)的负倍数。

考虑直线

和点

是(0,0,1)的正倍数,我们可以从图3中看出P点确实在左半平面。

注意:上面测定点位于左或右半平面的方法适用于右手坐标系统(右手坐标系统在计算时较常使用),然对于左手坐标系统,其他条件相同,如果P在左半平面,则

是(0,0,1)的负倍数;如果P在右半平面,则

是(0,0,1)的正倍数。

半平面复平面的半平面

对于复平面,常研究所谓上半平面

和下半平面

左半平面

和右半平面

复上半平面可以通过分式线性函数

保角映射为圆

其中

为任一复数,

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