Барицентрические координаты
Барицентри́ческие координа́ты — скалярные параметры, набор которых однозначно задаёт точку аффинного пространства (при условии, что в данном пространстве выбран некоторый точечный базис).
Точечный базис (иногда используется[1] термин «базис барицентрических координат») в -мерном аффинном пространстве представляет собой систему из -й точки , которые предполагаются аффинно независимыми (т. е. не лежат в -мерном подпространстве рассматриваемого пространства).
Определение
Пусть есть произвольная точка в . Каждая точка может быть единственным образом представлена в виде барицентрической комбинации
барицентричность стоящей в правой части линейной комбинации точек означает, что действительные числа (коэффициенты комбинации) удовлетворяют условию
Числа и называются барицентрическими координатами точки . Легко видеть, что барицентрические координаты не зависят от выбора .
Записанное выше равенство в символике барицентрического исчисления может быть переписано так:
Свойства
- Барицентрические координаты аффинно инвариантны.
- Барицентрические координаты точек симплекса с вершинами в неотрицательны и их сумма равна единице.
- Обращение в нуль барицентрической координаты равносильно тому, что точка лежит на плоскости, содержащей грань симплекса, противоположную вершине . Это свойство позволяет рассматривать барицентрические координаты точек симплициального комплекса относительно всех его вершин.
- В барицентрических координатах изотомическое сопряжение двух точек внутри треугольника задаётся формулой . В связи с этим, барицентрические координаты часто бывают удобны при работе с изотомическим сопряжением.
- Для точки , лежащей внутри треугольника , в качестве барицентрических координат можно взять площади треугольников .
- Барицентрические координаты тесно связаны с трилинейными координатами. А именно, если — барицентрические координаты точки относительно треугольника , а — длины его сторон, то
- её трилинейные координаты. Трилинейные координаты, как и барицентрические, определены с точностью до пропорциональности.
- Точка является центром масс грузиков с массами , расположенных в точках .
История
Барицентрические координаты введены Мёбиусом в 1827 г.[2]
Примечания
- ↑ Александров П. С., Пасынков В. А. Введение в теорию размерности. — М.: Наука, 1973. — 576 с. — C. 197.
- ↑ Боголюбов, 1983, с. 95—96.
Литература
- Балк М. Б., Болтянский В. Г. Геометрия масс. — М.: Наука, 1987. — 160 с. — (Библиотечка «Квант». Вып. 61).
- Кострикин А. И., Манин Ю. И. Линейная алгебра и геометрия. — М.: Наука, 1986. — 304 с.
- Боголюбов А. Н. Математики. Механики. Биографический справочник. — Киев: Наукова думка, 1983. — 639 с.