2.2.5 投影变换1.投影变换将平面图形投影到某条直线(或点)的变换,称为投影变换.2.投影变换矩阵像,这类将平面内图形投影到某条直线(或某个点)上的矩阵,称为投影变换矩阵.3.常见的投影变换矩阵(1)将坐标平面内的图形垂直投影到 x 轴上的变换矩阵为;(2)将坐标平面内的图形垂直投影到 y 轴上的变换矩阵为;(3)将坐标平面内的图形沿垂直于 y 轴方向投影到 y=x 上的变换矩阵为;(4)将坐标平面内的图形沿垂直于 x 轴方向投影到 y=x 上的变换矩阵为.[说明] 投影变换虽然是映射,但不是一一映射.点或平面图形在投影变换作用下的象[ 例 1] 已 知 变 换 T1 , T2 对 应 的 矩 阵 分 别 为 M = 和 N = , 平 面 上 三 个 点A(3,1),B(2,3),C(0,4).(1)分别求直线 AB,BC 在 T1,T2变换下得到的直线方程;(2)变换 T1,T2有什么不同?[思路点拨] 二阶非零矩阵对应的变换将直线变为直线,所以只要求出 A,B,C 在T1,T2变换下得到的点 A′,B′,C′的坐标,就可以求出直线 AB,BC 在 T1,T2变换下得到的直线方程.[精解详析] (1)A,B,C 在 T1变换下变为 A′(3,0),B′(2,0),C′(0,0),A,B,C在 T2变换下变为 A″(3,-1),B″(2,-3),C″(0,-4).∴直线 A′B′的方程为 y=0,直线 B′C′的方程为 y=0,直线 A″B″的方程为 2x-y-7=0,直线 B″C″的方程为 y=x-4.(2)由(1)可知,直线 AB:2x+y-7=0,直线 BC:y=-x+4,在 T1变换下得到的图像均为 y=0,在 T2变换下得到两个不同的图像,所以 T2是一一映射,T1不是一一映射.投影变换不仅依赖于投影的目标直线(或点),还依赖于投影的方向.这很好理解,以树木在太阳下形成影子为例,我们把太阳光看似平行光,当在正午的时候,树木的影子会投影到树根,但在清晨或者黄昏时分,投影到大地上的树木的影子就变斜了.正午时候太阳光所作的垂直投影变换对应的矩阵形式为 M=,下面我们考察太阳光所作的斜投影变换的矩阵形式,如图所示.在这样的斜投影变换下,P(x,y)→P′(x′,y′),记 k=cot α,则 P′的坐标为(x+ky,0),即有== ,所以即为这样的斜投影变换的矩阵形式,特别地,当 k=0 时,即为垂直投影变换.1.已知△ABC 三顶点坐标分别为 A(-1,1),B(2,0),C(1,2),此三角形在矩阵 M=作用下得到怎样的图形?解:因 =, =, =,故 A、B、C 三点在 M 作用下的象为 A1(-...