首页 理论教育复变函数及其应用:整线性映射在扩充复平面具有保圆性

复变函数及其应用:整线性映射在扩充复平面具有保圆性

【摘要】:在第1章中我们已经提出,如果把直线看成是半径为无穷大的圆周,则在扩充复平面具有保圆性.下面说明整线性映射在扩充复平面也具有保圆性.令a=|a|ela,则整线性映射w =az+b 可分解成对于w = z +b由复向量的加法,对复平面上任一点z,点w = z +b是点z沿向量b的方向平移了|b|的距离.因此它的作用是把复平面上的任何图形沿复向量b的方向平移了距离|b|,称该映射为平移.对于w =ela

在第1章中我们已经提出,如果把直线看成是半径为无穷大的圆周,则在扩充复平面具有保圆性.下面说明整线性映射在扩充复平面也具有保圆性.

令a=|a|ela,则整线性映射w =az+b 可分解成

对于w = z +b由复向量的加法,对复平面上任一点z,点w = z +b是点z沿向量b的方向平移了|b|的距离.因此它的作用是把复平面上的任何图形沿复向量b的方向平移了距离|b|,称该映射为平移.

对于w =elaz(a为实数),由于当z 0时,有|w|=|z|且Argw =Argz+a,因此对任意点z 0,其象w 只是点z绕坐标原点旋转了角度α,其作用是把复平面上的任何图形绕坐标原点旋转角度a,称该映射为旋转.

对于w =|a|z,因为|w|=|a||z|,且对z 0 有arg w =arg z,所以对复平面上任一点z,该映射的作用只是将复向量z的模放大或缩小为|w| = |a||z|,其方向不变,称该映射为伸缩.(www.chuimin.cn)

由于平移和旋转映射将直线变为直线,且将圆周变为圆周,而w =|a|z的逆映射为z = 代入圆周或直线方程

其象曲线显然还是圆周或直线,因此这三种映射都具有保圆性,它们的复合映射w =az+b也具有保圆性.

因此,得到下面的结论

定理2 分式线性映射在扩充复平面上是--对应的映射,具有保圆性.当圆周(含直线)上有一点被映射为∞时,该圆周被映射为直线,否则为普通圆周.