Кіріспе
Математикада проекциялық түзу – бұл, шамамен айтқанда, шексіз нүкте деп аталатын нүктемен кеңейтілген әдеттегі түзу. Геометрияның көптеген теоремаларының тұжырымдамасы мен дәлелі ерекше жағдайларды жою арқылы жеңілдетіледі; мысалы, проективті жазықтықтағы екі әртүрлі проекциялық түзу дәл бір нүктеде қиылысады (параллель жағдай болмайды). Проекциялық түзуді формалды түрде анықтаудың көптеген эквивалентті тәсілдері бар; ең көп қолданылатыны – K өрісіндегі проекциялық түзуді, әдетте P1(K) деп белгіленеді, екі өлшемді K векторлық кеңістігінің бір өлшемді ішкі кеңістіктерінің жиынтығы ретінде анықтау. Бұл анықтама проективті кеңістіктің жалпы анықтамасының арнайы жағдайы болып табылады. Нақты сандар үстіндегі проекциялық түзу – манифольд болып табылады; толық мәліметтер үшін «Нақты проекциялық түзу» бөлімін қараңыз.
Нақты проекциялық сызық
Нақты сандарға қарай проекциялық түзу нақты проекциялық түзу деп аталады. Оны K түзуі ретінде де, шексіздіктегі ∞ идеалданған нүктесімен бірге қарастыруға болады; бұл нүкте K түзуінің екі шетін қосып, жабық цикл немесе топологиялық шеңбер құрайды. Мысал ретінде, R2 жазықтығындағы нүктелерді бірлік шеңберге проекциялап, диаметральды қарама-қарсы нүктелерді теңестіруге болады. Топтар теориясы тұрғысынан, біз қосалқы топқа қатысты бөлуді қарастырамыз. Сонымен қатар, ∞ және −∞ бөлек қарастырылатын кеңейтілген нақты сандар түзуімен салыстырыңыз.
Compare the extended real number line, which distinguishes ∞ and −∞.
Күрделі проекциялық түзу: Риман сферасы
Кешенді жазықтыққа шексіз нүкте қосу топологиялық тұрғыдан сфера болып табылатын кеңістік тудырады. Сондықтан күрделі проекциялық түзу Риман сферасы (немесе кейде Гаусс сферасы) деп те аталады. Ол комплекс анализ, алгебралық геометрия және күрделі манифольд теориясындағы ең қарапайым компакт Риман бетінің мысалы ретінде кеңінен қолданылады.
Симметриялық топ
Жалпы алғанда, K коэффициенттеріндегі гомографиялар тобы P1(K) проективті түзуінде әрекет етеді. Бұл топтық әрекет транзитивті, сондықтан P1(K) топ үшін біртекті кеңістік болып табылады, көбінесе PGL2(K) деп жазылады, бұл трансформациялардың проективті табиғатын көрсету үшін. Транзитивтілік, кез келген нүкте Q-ны кез келген басқа нүкте R-ге түрлендіретін гомография бар екенін білдіреді. Сондықтан, P1(K) проективті түзуіндегі шексіз нүкте координаттарды таңдаудың нәтижесі болып табылады: гомогенді координаттар бірөлшемді кеңістіктің ішіндегі бір ғана нөлдік емес нүкте (X, Y) арқылы көрсетеді, бірақ проективті түзудің симметриялары осы нүктені кез келген басқа нүктеге жылжыта алады және ол ешқандай ерекшелікке ие емес. Одан да көп нәрсе рас, яғни кейбір түрлендіру кез келген берілген әртүрлі нүктелерді Qi, 1 ≤ i ≤ 3 үшін, кез келген басқа үштік Ri әртүрлі нүктелерге (үштік транзитивтілік) түрлендіре алады. Бұл деңгейдегі анықтама PGL2(K) үш өлшемін «пайдаланады»; яғни, топтық әрекет үш рет транзитивті. Бұл есептеудің маңызды аспектісі – қиылыс қатынасы. Шындығында, жалпыланған кері теорема да дұрыс: үш рет транзитивті топтық әрекет әрқашан (изоморфты) проективті түзудегі PGL2(K) әрекетінің жалпыланған түрі болып табылады, мұнда «өріс» «KT өрісімен» (инволюцияның әлсіз түріне керісінше жалпылау) және «PGL» проективті сызықтық түрлендірулердің сәйкес жалпылануымен алмастырылады.
express a one dimensional subspace by a single non zero point (X, Y) lying in it, but the symmetries of the projective line can move the point to any other, and it is in no way distinguished. Much more is true, in that some transformation can take any given distinct points Qi for 1=i = 1, 2, 3 to any other 3 tuple Ri of distinct points (triple transitivity). This amount of specification 'uses up' the three dimensions of PGL2(K); in other words, the group action is sharply 3 transitive. The computational aspect of this is the cross ratio. Indeed, a generalized converse is true: a sharply 3 transitive group action is always (isomorphic to) a generalized form of a PGL2(K) action on a projective line, replacing "field" by "KT field" (generalizing the inverse to a weaker kind of involution), and "PGL" by a corresponding generalization of projective linear maps.
Алгебралық қисық ретінде
Жобалау сызығы алгебралық қисықтың негізгі мысалы болып табылады. Алгебралық геометрия тұрғысынан алғанда, P1(K) – жеке емес, 0 туысқа ие қисық. Егер K алгебралық жабық болса, онда ол K бойынша рационалдық эквиваленттілікке дейін бірегей қисық болады. Жалпы алғанда, 0 туысқа ие (жеке емес) қисық K бойынша коника C-ге рационалды түрде тең болады, және C-де K-де анықталған нүкте болса ғана, ол проективті сызыққа бирационалды түрде тең болады; геометриялық тұрғыда мұндай P нүктесін бирационалдық теңдікті нақтылау үшін бастапқы нүкте ретінде пайдалануға болады. Проективті түзудің функциялық денені құрайтын өрісі – K(T) өрісі, K үстіндегі бір ғана белгісіз T. K(T) өрісіндегі K өрісінің автоморфизмдері жоғарыда талқыланған PGL2(K) тобын құрайды. Кез келген функциялық дене K(V), алгебралық сан алуандығы V арқылы K, жалғыз нүктеден басқа, K(T)-ге изоморфты кіші денеге ие. Бирационалдық геометрия тұрғысынан алғанда, бұл V-ден P1(K)-ға тұрақты емес рационалдық бейнелеу бар екенін білдіреді. Бейнелеу P1(K) нүктелерінің тек шекті санын ғана қалдырады, ал P типті нүктесінің кері бейнесі V-ның өлшемінен 1-ге кем өлшемге ие болады. Бұл алгебралық геометриядағы өлшем бойынша индуктивті әдістердің басталуы. Рационалдық бейнелеулер күрделі талдаудың мероморфтық функцияларымен ұқсас рөл атқарады, және шындығында, ықшам Риман беттерінің жағдайында екі ұғым да сәйкес келеді. Егер V енді 1 өлшемді деп қарастырылса, онда біз P1(K) үстінде ұсынылған типтік алгебралық қисық C суретін аламыз. C жеке емес деп есептесек (K(C)-ден басталатын жалпылықты жоғалтпай), мұндай C-ден P1(K)-ға рационалдық бейнелеу барлық жерде анықталатынын көрсетуге болады. (Егер сингулярлықтар болса, бұл жағдай емес, өйткені, мысалы, қисық өзімен-өзі қиылысатын екі еселі нүкте рационалдық бейнелеуден кейін анықталмаған нәтиже бере алады.) Бұл суретте негізгі геометриялық ерекшелік – тармақтану. Көптеген қисықтар, мысалы, гиперэллиптикалық қисықтар, проективті түзудің тармақталған жамылғылары ретінде абстрактілі түрде ұсынылуы мүмкін. Риман-Хурвиц формуласына сәйкес, ондағы туыс тек тармақталу түріне байланысты. Рационалды қисық – проективті түзуге бирационалды түрде тең келетін қисық (рационалды сан алуандығын қараңыз); оның туысы 0-ге тең. Проективті кеңістіктегі Pn рационалды қалыпты қисық – бұл ешқандай дұрыс сызықтық кіші кеңістікте жатпайтын рационалды қисық; оның тек бір ғана мысалы бар екені белгілі (проективті эквиваленттілікке дейін), ол біртекті координаттарда параметрлік түрде [1 : t : t2 : … : tn] ретінде берілген. Бірінші қызықты жағдай үшін Twisted cubic бетіне қараңыз.
[1 : t : t2 : : tn]. See Twisted cubic for the first interesting case.