几何学概论期末试题及答案

《几何学概论》试题（１）1.试确定仿射变换，使轴，轴的象分别为直线，，且点（1，1）的象为原点.(2.利用仿射变换求椭圆的面积.(3.写出直线=0,轴,轴,无穷远直线的齐次线坐标.(4.叙述笛沙格定理,并用代数法证之.(5.已知(1,2,3),(5,-1,2),(11,0,7),(6,1,5),验证它们共线,并求(6.设(1,0,1)为共线三点,且()=2,求的坐标.(7.叙述并证明帕普斯(Pappus)定理.())+-)))的值.()(1,1,1),(1,-1,1),))8.一维射影对应使直线上三点(-1),(0),(1)顺次对应直线上三点代数表达式.((0),(1),(3),求这个对应的)9.试比较射影几何、仿射几何、欧氏几何的关系.()《高等几何》试题（２）1.求仿射变换的不变点和不变直线.()2.叙述笛沙格定理,并用代数法证之.()3.求证(1,2,-1),(-1,1,2),(3,0,-5)共线,并求的值,使()4.已知直线的方程分别为，，，且，求的方程.()5.试比较欧氏、罗氏、黎氏几何的关系.(6.试证两个点列间的射影对应是透视对应的充要条件是它们底的交点自对应.())7.求两对对应元素,其参数为1程.(,02,所确定对合的参数方)8.两个重叠一维基本形成为对合的充要条件是对应点的参数与满足以下方程:()《高等几何》试题（３）1.求仿射变换的不变点和不变直线.()2.求椭圆的面积.(3.写出直线标.(4.叙述笛沙格定理,并用代数法证之.()+-=0,轴,轴,无穷远直线的齐次线坐))5.已知直线的方程分别为，，，且，求的方程.()6.在一维射影变换中，若有一对对应元素符合对合条件，则这个射影变换一定是对合.(7.试比较射影几何、仿射几何、欧氏几何的关系,试比较欧氏、罗氏、黎氏几何的关系.([2005—2006第二学期期末考试试题]))《高等几何》试题（A）一、填空题（每题3分共15分）1、是仿射不变量，是射影不变量2、直线上的无穷远点坐标为3、过点（1,i,0）的实直线方程为4、二重元素参数为2与3的对合方程为5、二次曲线过点的切线方程二、判断题（每题2分共10分）1、两全等三角形经仿射对应后得两全等三角形2、射影对应保持交比不变，也保持单比不变（）（）3、一个角的内外角平分线调和分离角的两边（）4、欧氏几何是射影几何的子几何，所以对应内容是射影几何对应内容的子集（）5、共线点的极线必共点，共点线的极点必共线三、(7分)求一仿射变换，它使直线变为（-1，2）（）上的每个点都不变，且使点（1,-1）四、（8分）求证:点三点共线，并求使五、(10分)设一直线上的点的射影变换是证明变换有两个自对应点，且这两自对应点与任一对对应点的交比为常数。六、（10分）求证：两直线所成角度是相似群的不变量。七、（10分）（1）求点（5，1，7）关于二阶曲线的极线（2）已知二阶曲线外一点求作其极线。（写出作法，并画图）八、（10分）叙述并证明德萨格定理的逆定理九、（10分）求通过两直线交点且属于二级曲线的直线十、（10分）已知如果是共线不同点，《高等几何》试题（B）一、填空题（每题3分共15分）1、仿射变换的不变点为2、两点决定一条直线的对偶命题为3、直线[i,2,1-i]上的实点为4、若交比则5、二次曲线中的配极原则二、判断题（每题2分共10分）1、不变直线上的点都是不变点（）（）2、在一复直线上有唯一一个实点3、两点列的底只要相交构成的射影对应就是透视对应4、射影群仿射群正交群（）（）5、二阶曲线上任一点向曲线上四定点作直线，四直线的交比为常数三、(7分)（）经过的直线与直线相交于，求四、（8分）试证：欧氏平面上的所有平移变换的集合构成一个变换群五、（10分）已知直线的方程分别为：求证四直线共点，并求六、(10分)利用德萨格定理证明：任意四边形各对对边中点的连线与二对角线中点的连线相交于一点七、（10分）求（1）二阶曲线（2）二级曲线的切线方程在直线L[1，4，1]上的切点方程八、（10分）叙述并证明德萨格定理定理（可用代数法）九、（10分）已知二阶曲线（C）：（1）求点关于曲线的极线（2）求直线十、（10分）关于曲线的极点试证：圆上任一点与圆内接正方形各顶点连线构成一个调和线束《高等几何》试题（C）一、填空题（每题3分共15分）6、直线在仿射变换下的像直线7、轴轴上的无穷远点坐标分别为8、过点（1,-i,2）的实直线方程为9、射影变换10、二级曲线自对应元素的参数为在直线上[1,4,1]的切点方程三、判断题（每题2分共10分）1、仿射变换保持平行性不变（）2、射影对应保持交比不变，也保持单比不变3、线段中点与无穷远点调和分离两端点（）（）（）4、如果点的极线过点，则点的极线也过点5、不共线五点可以确定一条二阶曲线（）三、(7分)已知轴上的射影变换，求坐标原点，无穷远点的对应点四、（8分）已知直线的方程分别为且求直线的方程。五、（10分）已知同一直线上的三点求一射影变换使此三点顺次变为并判断变换的类型，六、（10分）求证：两直线所成角度是相似群的不变量。七、（10分）求射影变换的不变点坐标八、（10分）叙述并证明帕斯卡定理九、（10分）求通过两直线交点且属于二级曲线的直线十、（10分）试证:双曲型对合的任何一对对应元素,与其两个二重元素E,F调和共轭即()=-1[参考答案]高等几何标准答案（A）一、填空题：（每空3分共15分）1、单比，交比2、（1,-3,0）3、4、5、二、判断题（每题2分共10分）1、错，2、错，3、对，4、错，5、对三、解：在直线上任取两点2分由设仿射变换为将点的坐标代入可解得7分四、证明：因为由：所以三点共线解得4分所以8分五、证明：令解得即有两个自对应点4分设k与对应，有为常数10分注：结果有也对，不过顺序有别。六、证明：设两直线为：相似变换为：将变换代入直线a的方程得：5分即即两直线的夹角是相似群的不变量10分七、解：（1）设（5，1，7）为P点坐标，二阶曲线矩阵为A=所以点P的极线为SP=0即得x2=05分（2）略八（在后边）九、解：通过直线的交点的直线的线坐标为2分若此直线属于二阶曲线则有即解得10分十、解：设由由所以10分八、德萨格定理的逆定理：如果两个三点形的对应边的交点共线，则对应顶点的连线共点。4分证明;如图三点形ABC与A1B1C1的三对应边交点L,M,N共线，证明对应顶点连线共点,考虑三点形BLB1与CMC1则有对应顶点连线共点N，故对应边的交点A,A1,0共线高等几何标准答案（B）一、填空题：（每题3分共15分）1、4、,2、两条直线确定一个交点，3、(2,-1,2)5、如果点的极线过点则点的极线也过点。二、判断题：（每题2分共10分）1、错，2，对，3、错，4、对，5、对三、解：过的直线方程为：2分直线所以与的交点为4分7分四、证明：设平移变换的表达式为T:设任意两个平移变换为：仍为一个平移变换4分又对任意变换T:也是一个平移变换所以平移变换的集合关于变换的乘法构成群。五、解：方程转化为齐次坐标形式：8分2分所以四直线共点。6分因为：所以：10分六、证明：如图考虑三点形与与则平行，也平行所以与相交于无穷远处。同理与相交于无穷远处。故共线。有的萨格定理，三点形对应顶点连线共点。即相交于一点。10分七、（1）因为点在二阶曲线上，所以切线方程为：SP=5分（2）因为直线[1，4，1]在二级曲线上所以切点方程为TL=(1,4,1)10分八、证明：（1）如果两个三点形对应顶点的连线交于一点，则对应线的交点在一条线上。3分（2）如图因为共线，所以同理故有即同理三式相加得所以三点共线。10分九、解：(1)点的极线为：SP=(1,2,1)9x1+2x2+4x3=05分（2）设直线的极点为则有解方程组可得极点10分十、证明：如图为圆内接正方形，为圆上任意点。因为所以为角的平分线。同理可证明是角平分线。即是角的内外角平分线。所以直线构成调和线束。10分高等几何标准答案（C）一、填空题：(每题3分共15分)1、3、2、（1，0，0），（0，1，0）4、-1，35、二、判断题：（每题2分共10分）1、对，2、错，3、对，4、对，5、错三、解：变换化为齐次坐标形式：3分将坐标原点（0，1），无穷远点（1，0）代入得对应点分别为：（-1，3）和（2，1）7分四、解：由题意得设则3分而所以整理得：8分的坐标分别为3分五、解：在直线上建立适当坐标系使则有设变换为将坐标代入可求得7分非齐次形式为：因方程无实数解所以变换是椭圆形。10分六、证明：设两直线为：相似变换为：将变换代入直线a的方程得：5分即即两直线的夹角是相似群的不变量10分七、解：由特征方程：4分将得,故上的点都是不变点时不变点列。10分八、对任意一个内接于非退化二阶曲线的简单六点形，