Кіріспе
Геометриялық нысандар тобы - геометриялық нысандар тобы Геометрияда қарындаш - геометриялық нысандар тобы, жалпы қасиеттері бар, мысалы жазықтықтағы берілген нүктеден өтетін сызықтар жиынтығы немесе жазықтықтағы екі берілген нүктеден өтетін шеңберлер жиынтығы. Қарындаш ұғымы түсініксіз болса да, оның жалпы сипаты - қарындашты оның кез келген екі мүшесі толықтай анықтайды. Осыған ұқсас, геометриялық нысандардың кез келген үш мүшесімен анықталатын жиынтығы бундель деп аталады. Осылайша, үш кеңістіктегі нүкте арқылы өтетін барлық сызықтардың жиынтығы сызықтардың бумасы болып табылады, олардың кез келген екеуі сызықтардың қарындашын анықтайды. Мұндай қарындаштың екі өлшемді табиғатын атап өту үшін оны кейде жалпақ қарындаш деп атайды. Кез келген геометриялық нысанды қарындашпен жасауға болады. Жалпы таралғандары - сызықтар, жазықтықтар, шеңберлер, конустар, сфералар және жалпы қисықтар. Тіпті ұпайлар да пайдаланылуы мүмкін. Нүктелі қалам - берілген түзудегі барлық нүктелердің жиынтығы. Сызықтар қарындашының ортақ нүктесі қарындаштың ұшы деп аталады. Паралелизмнің рефлексивті нұсқасы бар аффиндік жазықтықта параллель сызықтардың жиынтығы параллель сызықтардың қарындашы деп аталатын баламалылық класын құрайды. Бұл терминология жоғарыда берілген анықтамаға сәйкес келеді, өйткені аффиндік жазықтықтың проективті жазықтыққа бірегей проективті ұзартуында әрбір сызыққа параллель сызықтардың қарындашындағы бір нүкте (бұнжықтықтағы нүкте) қосылады, осылайша ол проективті жазықтықта жоғарыда көрсетілген мағынада қарындаш болады.
a class of geometric objects
In geometry, a pencil is a family of geometric objects with a common property, for example the set of lines that pass through a given point in a plane, or the set of circles that pass through two given points in a plane. Although the definition of a pencil is rather vague, the common characteristic is that the pencil is completely determined by any two of its members. Analogously, a set of geometric objects that are determined by any three of its members is called a bundle. Thus, the set of all lines through a point in three space is a bundle of lines, any two of which determine a pencil of lines. To emphasize the two dimensional nature of such a pencil, it is sometimes referred to as a flat pencil. Any geometric object can be used in a pencil. The common ones are lines, planes, circles, conics, spheres, and general curves. Even points can be used. A pencil of points is the set of all points on a given line. The common point of a pencil of lines is called the vertex of the pencil. In an affine plane with the reflexive variant of parallelism, a set of parallel lines forms an equivalence class called a pencil of parallel lines. This terminology is consistent with the above definition since in the unique projective extension of the affine plane to a projective plane a single point (point at infinity) is added to each line in the pencil of parallel lines, thus making it a pencil in the above sense in the projective plane.
Ұшақтардың қарындашы
Ұшақтардың қарындашы - үш кеңістіктегі берілген түзу сызық арқылы өтетін ұшақтардың жиынтығы, оны қарындаш осі деп атайды. Қарындашты кейде осьтік қарындаш немесе ұшақ желдеткіші немесе ұшақ бумасы деп атайды. Мысалы, жер шарының меридиандары Жердің айналу осі бойынша жазықтықтың қарындашымен анықталады. Екі қиылысатын жазықтық үш кеңістікте бір түзуде кездеседі, және осі анықталады, сондықтан барлық жазықтықтар қарындашта болады. Төрт төртіншілік кеңістікті күрделі жазықтықтың осьтік қарындашы ретінде көруге болады, олардың барлығы бірдей нақты сызықты бөліседі. Шын мәнінде, кватерниондар қиял бірліктерінің сферасын қамтиды, ал осы сферадағы антиподальдық нүктелердің жұбы, нақты осьпен бірге күрделі жазықтықты жасайды. Осы күрделі жазықтықтың бірігуі квартерниондардың 4 алгебрасын құрайды.
Дөңгелектер қарындашы
Тегіздегі кез келген екі шеңбердің ортақ түбірлік остері бар, бұл екі шеңберге қатысты бірдей қуатты барлық нүктелерден тұратын түзу. Дөңгелектердің қарындашы (немесе коаксиалдық жүйе) - радикалдық осінің бірдей жазықтықтағы барлық дөңгелектердің жиынтығы. Инклюзивті болу үшін концентрикалық шеңберлердің шексіз сызығы радикалдық ось ретінде болады. Дөңгелектердің қарындаш түрлерінің бес түрі бар, жоғарыдағы суреттегі Аполониялық дөңгелектердің екі отбасы олардың екеуін білдіреді. Әр түрін екі шеңбер анықтайды, оларды қарындаш генераторлары деп атайды. Алгебралық сипатталғанда теңдеулер қиялға қонымды шешімдерді қабылдауы мүмкін. Түрлері: Эллипстік қарындаш (суреттегі шеңберлердің қызыл туысы) бір-бірінен дәл екі нүктеде өтетін екі генератормен анықталады. Эллипстік қарындаштың әрбір шеңбері бірдей екі нүктеден өтеді. Эллипстік қарындаш қиял шеңберлерін қамтымайды. Гиперболалық қарындаш (суреттегі көк түстер тобы) бір-бірін еш жерде қисаюшы емес екі генератормен анықталады. Оның ішінде нақты шеңберлер, қиял шеңберлері және қарындаштың Понцелет нүктелері деп аталатын екі дегенеративті нүктелі шеңберлер бар. Ұшақтың әрбір нүктесі қарындаштың дәл бір шеңберіне жатады. Параболалық қарындаш (шектеу жағдайы ретінде) екі генерациялық шеңбер бір нүктеде бір-біріне жанасатын жерде анықталады. Ол бір ортақ нүктеде бір-біріне жанасатын нақты шеңберлер отбасынан тұрады. Бұл нүктедегі радиусы нөл болатын бүлінген шеңбер де қарындашқа жатады. Орталығы ортақ ортада орналасқан концентрикалық шеңберлер тобы (басқа нүкте шексіз нүктесі болатын гиперболалық қарындаштың ерекше жағдайы деп қарастырылуы мүмкін). Ортақ нүкте арқылы өтетін түзу сызықтар туысы; оларды шексіз нүкте арқылы өтетін шеңберлер ретінде түсіндіру керек (эллипстік қарындаштың ерекше жағдайы ретінде қарастырылуы мүмкін).
An elliptic pencil (red family of circles in the figure) is defined by two generators that pass through each other in exactly two points. Every circle of an elliptic pencil passes through the same two points. An elliptic pencil does not include any imaginary circles. A hyperbolic pencil (blue family of circles in the figure) is defined by two generators that do not intersect each other at any point. It includes real circles, imaginary circles, and two degenerate point circles called the Poncelet points of the pencil. Each point in the plane belongs to exactly one circle of the pencil. A parabolic pencil (as a limiting case) is defined where two generating circles are tangent to each other at a single point. It consists of a family of real circles, all tangent to each other at a single common point. The degenerate circle with radius zero at that point also belongs to the pencil. A family of concentric circles centered at a common center (may be considered a special case of a hyperbolic pencil where the other point is the point at infinity). The family of straight lines through a common point; these should be interpreted as circles that all pass through the point at infinity (may be considered a special case of an elliptic pencil).
Кардиоид шеңберлі қаламның конверті ретінде
Дөңгелектердің басқа бір түрін келесідей алуға болады. Берілген шеңберді (генератор шеңбері деп аталады) және генератор шеңберіндегі P нүктесін қарастырайық. P арқылы өтетін және олардың орталықтары генератор шеңберінде болатын барлық шеңберлердің жиынтығы шеңберлердің қарындашын құрайды. Бұл қарындаштың қаптамасы кардиоидты.
Жазық қисықтардың қарындашы
Жалпы алғанда, қалам - параметр кеңістігі проекциялық сызық болып табылатын сызықтық бөлгіштер жүйесінің ерекше жағдайы. Мысалы, проекциялық жазықтықтағы қисықтардың типтік қарындаштары 1=C = 0, 1=C′ = 0 жазықтық қисықтар ретінде жазылады.
where 1=C = 0, 1=C′ = 0 are plane curves.
Тарих
Десаргтың "сызық қарындашы" (ordonnance de lignes) терминін ойлап тапқаны белгілі. Қазіргі заманғы проективті геометрияның ертедегі авторы Г. Б. Халстед бұрышты анықтау үшін копункталь және жазық қарындаш терминдерін енгізді: "Бірдей қиылысты туралар копункталь". Сондай-ақ "Барлық сопланарлық, сопунктальді тікжолдардың жиынтығы жазық қалам деп аталады" және "Бір жақты екі түзу жолмен шектелген жазық қаламның бір бөлігі бұрыш деп аталады".