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{{Hinweis|Wir empfehlen, den Artikel zunächst als Baustelle anzulegen, damit er noch nicht mit der Suchfunktion gefunden werden kann. So haben Sie die Möglichkeit, ihren Artikel in Ruhe auf einen guten Standard zu bringen. Einen Artikel zum Begriff "Funktion" würden Sie unter "Baustelle:Funktion" anlegen. Wenn der Artikel fertig ist, dann können Sie ihn in den normalen Bereich verschieben. Weitere Informationen dazu finden Sie unter [[Hilfe:Enzyklopädie]].}} | {{Hinweis|Wir empfehlen, den Artikel zunächst als Baustelle anzulegen, damit er noch nicht mit der Suchfunktion gefunden werden kann. So haben Sie die Möglichkeit, ihren Artikel in Ruhe auf einen guten Standard zu bringen. Einen Artikel zum Begriff "Funktion" würden Sie unter "Baustelle:Funktion" anlegen. Wenn der Artikel fertig ist, dann können Sie ihn in den normalen Bereich verschieben. Weitere Informationen dazu finden Sie unter [[Hilfe:Enzyklopädie]].}} | ||
In der [[projektiven Geometrie]] werden [[homogene Koordinaten]] genutzt, um die euklidische Ebene ohne Nullpunkt in den <math>\mathbb{R}<sup>3</sup | In der [[projektiven Geometrie]] werden [[homogene Koordinaten]] genutzt, um die euklidische Ebene ohne Nullpunkt in den <math>\mathbb{R}</math><sup>3</sup> zu integrieren. Hierbei spielen insbesondere die [[unendlichen Objekte]] '''Fernpunkte''' und '''Ferngeraden''' eine große Rolle. | ||
<ref name="literatur1"> | <ref name="literatur1">Orendt, Thorsten; Richter-Gebert, Jürgen (2009): ''Geometriekalküle''. Berlin, Heidelberg: Springer. Seite 2-6. </ref> | ||
== Fernpunkte == | == Fernpunkte == | ||
Fernpunkte sind Vektoren der Form <math>(x,y,0)<sup>T</sup | Fernpunkte sind Vektoren der Form <math>(x,y,0)</math><sup>T</sup>, die nicht mit Punkten der euklidischen Ebene identifizierbar sind. Um dennoch eine Interpretation herleiten zu können, werden Äquivalenzklassen betrachtet. | ||
=== Herleitung === | === Herleitung === | ||
Sei <math>P(t)=( | Sei <math>P(t)=(x·t,y·t,1)</math><sup>T</sup> ein Vektor, der mittels der [[Dehomogenisierung]] [[Datei:Abbildung.png]] dem Punkt <math>(x·t,y·t)</math><sup>T</sup> der euklidischen Ebene zugeordnet werden kann. Da in der [[projektiven Geometrie]] skalare Vielfache miteinander identifiziert werden können, gilt <math>[P(t)]=[(x·t,y·t,1)</math><sup>T</sup><math>=(x,y,1/t)</math><sup>T</sup>]. Der Grenzwert <math>t→∞</math> entspricht hierbei - anschaulich gesprochen - folgender Situation: Der Punkt <math>P(t)</math> bewegt sich auf einer Geraden, deren Richtung durch x und y festgelegt ist, in der Ebene <math>z=1</math> immer weiter vom Ursprung weg. | ||
In Darstellung der [[homogenen Koordinaten]] gilt[[Datei:Abbildung2.png]]. Also repräsentieren alle Vektor der Form <math>(x,y,0)<sup>T</sup | In Darstellung der [[homogenen Koordinaten]] gilt[[Datei:Abbildung2.png]]. Also repräsentieren alle Vektor der Form <math>(x,y,0)</math><sup>T</sup> unendlich weit entfernte Punkte, die sogenannten Fernpunkte. Diese können mit Richtungen von Geraden der euklidischen Ebene identifiziert werden, wobei andersherum für jede Geradenrichtung einen Fernpunkt existiert. | ||
== Ferngeraden == | == Ferngeraden == | ||
Alle Fernpunkte <math>(x,y,0)<sup>T</sup | Alle Fernpunkte <math>(x,y,0)</math><sup>T</sup> liegen auf einer gemeinsamen Geraden: der Ferngeraden <math>l</math><sub>∞</sub><math>=(0,0,1)</math><sup>T</sup>. | ||
=== Erklärung === | === Erklärung === | ||
Auf jeder Geraden <math>g=(a,b,c)<sup>T</sup | Auf jeder Geraden <math>g=(a,b,c)</math><sup>T</sup> mit <math>(a,b)≠(0,0)</math> liegt ein Fernpunkt <math>(x,y,0)</math><sup>T</sup>, denn es gilt | ||
<math><P,g>=0</math> für <math>x=-b</math> und <math>y=a</math>. Dieser Fernpunkt <math>P=(-b,a,0)</math><sup>T</sup> ist sogar der einzige Fernpunkt auf der Geraden g. Für die Ferngerade <math>l</math><sub>∞</sub><math>=(0,0,1)</math><sup>T</sup> gilt für jeden Fernpunkt <math><P,</math> l<sub>∞</sub><math>>=0</math>, also liegen alle Fernpunkte auf der Ferngeraden <math>l</math><sub>∞</sub>. | |||
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