กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 7 นาที

ความสอดคล้องเชิงเส้น

ในทาง เรขาคณิต ความเป็นเส้นตรงเดียวกัน ของเซตของ จุด คือคุณสมบัติของจุดเหล่านั้นที่อยู่บน เส้นตรง เดียวกัน [ 1 ] เซตของจุดที่มีคุณสมบัตินี้เรียกว่า จุดร่วมเส้นตรง (บางครั้งสะกดว่า...

ความสอดคล้องเชิงเส้น

ในทางเรขาคณิตความเป็นเส้นตรงเดียวกันของเซตของจุดคือคุณสมบัติของจุดเหล่านั้นที่อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน[ 1 ]เซตของจุดที่มีคุณสมบัตินี้เรียกว่าจุดร่วมเส้นตรง (บางครั้งสะกดว่าcolinear [ 2 ] ) โดยทั่วไปแล้ว คำนี้ถูกใช้สำหรับวัตถุที่เรียงตัวกัน นั่นคือ สิ่งต่างๆ ที่อยู่ "ในแนวเส้นตรง" หรือ "ในแถว"

จุดบนเส้นตรง

เวกเตอร์ที่อยู่บนเส้นเดียวกันในระบบพิกัดคาร์ทีเซียน

ในเรขาคณิตใดๆ เซตของจุดที่อยู่บนเส้น ตรงเดียวกันเรียกว่าจุดที่ อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ในเรขาคณิตแบบยุคลิดความสัมพันธ์นี้สามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนโดยจุดที่เรียงตัวกันเป็นแถวบน "เส้นตรง" อย่างไรก็ตาม ในเรขาคณิตส่วนใหญ่ (รวมถึงเรขาคณิตแบบยุคลิด) เส้นตรงมักเป็นประเภทวัตถุพื้นฐาน (ไม่นิยาม)ดังนั้นการแสดงภาพเช่นนั้นจึงอาจไม่เหมาะสมเสมอไป แบบจำลองสำหรับเรขาคณิตจะนำเสนอการตีความว่าจุด เส้นตรง และประเภทวัตถุอื่นๆ เกี่ยวข้องกันอย่างไร และแนวคิดเช่นการอยู่บนเส้นตรงเดียวกันจะต้องถูกตีความภายในบริบทของแบบจำลองนั้น ตัวอย่างเช่น ในเรขาคณิตทรงกลมซึ่งเส้นตรงถูกแทนด้วยวงกลมใหญ่ของทรงกลมในแบบจำลองมาตรฐาน เซตของจุดที่อยู่บนเส้นตรงเดียวกันจะอยู่บนวงกลมใหญ่เดียวกัน จุดเหล่านั้นไม่ได้อยู่บน "เส้นตรง" ในความหมายของยุคลิด และไม่ได้ถูกมองว่าอยู่ในแถวเดียวกัน

การแมปเรขาคณิตไปยังตัวมันเองซึ่งส่งเส้นตรงไปยังเส้นตรงเรียกว่าการคอลลิเนชัน (collineation ) ซึ่งรักษาคุณสมบัติความเป็นเส้นตรงไว้การแมปเชิงเส้น (หรือฟังก์ชันเชิงเส้น)ของปริภูมิเวกเตอร์เมื่อมองในแง่ของการแมปทางเรขาคณิต จะแมปเส้นตรงไปยังเส้นตรง กล่าวคือ แมปเซตจุดที่อยู่บนเส้นตรงเดียวกันไปยังเซตจุดที่อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ดังนั้นจึงเป็นการคอลลิเนชัน ในเรขาคณิตเชิงโปรเจกทีฟ การแมปเชิงเส้นเหล่านี้เรียกว่าโฮโมกราฟี (homographies)และเป็นเพียงประเภทหนึ่งของการคอลลิเนชัน

ตัวอย่างในเรขาคณิตแบบยุคลิด

รูปสามเหลี่ยม

ในรูปสามเหลี่ยมใดๆ จุดต่อไปนี้จะอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน:

รูปสี่เหลี่ยม

หกเหลี่ยม

  • ทฤษฎีบทของปาสคาล (หรือที่รู้จักกันในชื่อทฤษฎีบทเฮกซาแกรมมัม มิสติคัม) กล่าวว่า ถ้าเลือกจุดหกจุดใดๆ บนภาคตัดกรวย (เช่นวงรีพาราโบลาหรือไฮเปอร์โบลา ) แล้วลากเส้นตรงเชื่อมต่อจุดเหล่านั้นในลำดับใดก็ได้เพื่อสร้างรูปหกเหลี่ยมแล้วด้านตรงข้ามสามคู่ของรูปหกเหลี่ยม (ต่อเติมถ้าจำเป็น) จะมาบรรจบกันที่จุดสามจุดซึ่งอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน เรียกว่าเส้นปาสคาลของรูปหกเหลี่ยม และในทางกลับกันก็เป็นจริงเช่นกัน: ทฤษฎีบทไบรเคนริดจ์-แมคลาอรินกล่าวว่า ถ้าจุดตัดสามจุดของเส้นตรงสามคู่ที่ลากผ่านด้านตรงข้ามของรูปหกเหลี่ยมอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน แล้วจุดยอดทั้งหกของรูปหกเหลี่ยมจะอยู่บนภาคตัดกรวย ซึ่งอาจเป็นภาคตัดกรวยเสื่อมสภาพได้ดังเช่นในทฤษฎีบทหกเหลี่ยมของปัปปั

ภาคตัดกรวย

  • ตามทฤษฎีบทของ Mongeสำหรับวงกลม สามวงใดๆ ในระนาบ ซึ่งไม่มีวงใดอยู่ภายในวงอื่นอย่างสมบูรณ์ จุดตัดสามจุดของเส้นตรงสามคู่ ซึ่งแต่ละคู่สัมผัสภายนอกกับวงกลมสองวง จะอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน
  • ในรูปวงรี จุดศูนย์กลาง จุดโฟกัสทั้งสองและจุดยอด ทั้งสองที่มี รัศมีโค้งน้อยที่สุดจะอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน และจุดศูนย์กลางและจุดยอดทั้งสองที่มีรัศมีโค้งมากที่สุดก็จะอยู่บนเส้นตรงเดียวกันด้วย
  • ในรูปไฮเปอร์โบลาจุดศูนย์กลาง จุดโฟกัสทั้งสอง และจุดยอดทั้งสอง จะอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน

กรวย

  • จุดศูนย์กลางมวลของทรงกรวยที่มีความหนาแน่นสม่ำเสมอจะอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางของฐานไปยังจุดยอดเป็นระยะหนึ่งในสี่ของระยะทางทั้งหมด โดยอยู่บนเส้นตรงที่เชื่อมระหว่างจุดศูนย์กลางของฐานกับจุดยอด

ทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่า

พีชคณิต

การเรียงตัวเป็นเส้นตรงเดียวกันของจุดที่มีพิกัดที่กำหนดให้

ในเรขาคณิตพิกัดใน ปริภูมิ nมิติ เซตของจุดสามจุดหรือมากกว่านั้นที่แตกต่างกันจะอยู่บนเส้นตรงเดียวกันก็ต่อเมื่อเมทริกซ์ของพิกัดของเวกเตอร์เหล่านั้นมีอันดับ 1 หรือน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น กำหนดจุดสามจุด

ถ้าเมทริกซ์

ถ้าจุดเหล่านั้นมีลำดับที่ 1 หรือต่ำกว่า แสดงว่าจุดเหล่านั้นอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน

ในทำนองเดียวกัน สำหรับทุกเซตย่อยของX, Y, Zถ้าเมทริกซ์

ถ้าเมทริกซ์ มีอันดับ 2 หรือน้อยกว่า จุดทั้งสามจะอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับจุดสามจุดในระนาบ ( n = 2 ) เมทริกซ์ข้างต้นเป็นเมทริกซ์จัตุรัส และจุดทั้งสามจะอยู่บนเส้นตรงเดียวกันก็ต่อเมื่อดีเทอร์มิแนนต์ ของเมทริกซ์ เป็นศูนย์ เนื่องจากดีเทอร์มิแนนต์ของเมทริกซ์ 3 × 3 นั้นมีค่าบวกหรือลบสองเท่าของพื้นที่ของสามเหลี่ยมที่มีจุดทั้งสามนั้นเป็นจุดยอด ดังนั้นจึงเทียบเท่ากับข้อความที่ว่า จุดทั้งสามอยู่บนเส้นตรงเดียวกันก็ต่อเมื่อสามเหลี่ยมที่มีจุดทั้งสามนั้นเป็นจุดยอดมีพื้นที่เป็นศูนย์

ความร่วมเส้นตรงของจุดที่มีระยะห่างระหว่างคู่จุดตามที่กำหนดให้

เซตของจุดที่แตกต่างกันอย่างน้อยสามจุดเรียกว่าเส้นตรงหมายความว่าจุดทั้งหมดอยู่บนเส้นตรงเดียวกันก็ต่อเมื่อ สำหรับจุดA, B, C ทั้งสามจุดใดๆ ค่าดีเทอร์มิแนนต์ของ ดีเทอร์มิแนนต์ของเคย์ลีย์-เมนเจอร์ต่อไปนี้มีค่าเป็นศูนย์ (โดยที่d ( AB )หมายถึงระยะห่างระหว่างAและBเป็นต้น):

ตาม สูตรของเฮรอน ค่าดีเทอร์มิแนนต์นี้เท่ากับ -16 เท่าของกำลังสองของพื้นที่ของสามเหลี่ยมที่มีด้านยาวd ( AB ), d ( BC ), d ( AC )ดังนั้นการตรวจสอบว่าค่าดีเทอร์มิแนนต์นี้เท่ากับศูนย์หรือไม่ จึงเทียบเท่ากับการตรวจสอบว่าสามเหลี่ยมที่มีจุดยอดA, B, Cมีพื้นที่เป็นศูนย์หรือไม่ (ดังนั้นจุดยอดจึงอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน)

ในทำนองเดียวกัน เซตของจุดที่แตกต่างกันอย่างน้อยสามจุดจะอยู่บนเส้นตรงเดียวกันก็ต่อเมื่อ สำหรับจุดA, B, C ทั้งสามจุด โดยที่d ( AC )มากกว่าหรือเท่ากับd ( AB )และd ( BC )อสมการสามเหลี่ยมd ( AC ) ≤ d ( AB ) + d ( BC )เป็นจริงโดยมีความเท่ากัน

ทฤษฎีจำนวน

จำนวนmและnไม่ใช่จำนวนเฉพาะสัมพัทธ์ (กล่าวคือ มีตัวประกอบร่วมที่ไม่ใช่ 1) ก็ต่อเมื่อ สำหรับสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่วาดบนโครงตาข่ายสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีจุดยอดอยู่ที่(0, 0), ( m , 0), ( m , n ), (0, n )อย่างน้อยหนึ่งจุดภายในจะอยู่บนเส้นตรงเดียวกันกับ(0, 0)และ( m, n )

การทำงานพร้อมกัน (ระนาบคู่)

ในเรขาคณิตระนาบ ต่างๆ แนวคิดของการสลับบทบาทของ "จุด" และ "เส้น" ในขณะที่ยังคงรักษาความสัมพันธ์ระหว่างกันไว้ เรียกว่าทฤษฎีบทคู่ระนาบ (plane duality ) เมื่อกำหนดเซตของจุดที่อยู่บนเส้นตรงเดียวกันแล้ว โดยใช้ทฤษฎีบทคู่ระนาบ เราจะได้เซตของเส้นตรงซึ่งทั้งหมดมาบรรจบกันที่จุดร่วมจุดหนึ่ง คุณสมบัติของเซตของเส้นตรงนี้ (การมาบรรจบกันที่จุดร่วมจุดหนึ่ง) เรียกว่า จุดบรรจบกัน (concurrency ) และเส้นตรงเหล่านั้นเรียกว่าเส้นบรรจบกัน (concurrency lines ) ดังนั้น จุดบรรจบกันจึงเป็นแนวคิดคู่ระนาบของทฤษฎีบทจุดร่วมบนเส้นตรง (collinearity)

กราฟความสัมพันธ์เชิงเส้น

กำหนดให้เรขาคณิตบางส่วนPซึ่งจุดสองจุดสามารถกำหนดเส้นตรงได้มากที่สุดหนึ่งเส้น กราฟความสัมพันธ์เชิงเส้นของPคือกราฟที่มีจุดยอดเป็นจุดในPโดยที่จุดยอดสองจุดจะอยู่ติดกันก็ต่อเมื่อจุดยอดทั้งสองนั้นสามารถกำหนดเส้นตรงในPได้

การใช้งานในสถิติและเศรษฐศาสตร์เชิงปริมาณ

ในทางสถิติ ความสัมพันธ์เชิง เส้นตรง (collinearity)หมายถึงความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างตัวแปรอธิบาย สองตัว ตัวแปรสองตัวจะมีความ สัมพันธ์เชิง เส้นตรงอย่างสมบูรณ์ (perfectly collinear)หากมีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงที่แน่นอนระหว่างทั้งสองตัวแปร ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองจึงเท่ากับ 1 หรือ -1 กล่าวคือX₁และX₂ มีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงอย่างสมบูรณ์หากมีพารามิเตอร์ xและ y อยู่จริงโดยที่สำหรับทุกการสังเกต i เราจะได้ว่า สำหรับทุกการสังเกตiเราจะได้

นั่นหมายความว่า หากนำค่าสังเกตต่างๆ( X 1 i , X 2 i )มาพล็อตลงบน ระนาบ ( X 1 , X 2 )จุดเหล่านี้จะอยู่บนเส้นตรงเดียวกันในความหมายที่ได้นิยามไว้ก่อนหน้านี้ในบทความนี้

ภาวะความสัมพันธ์เชิงเส้น สมบูรณ์แบบ (Perfect multicollinearity)หมายถึงสถานการณ์ที่ตัวแปรอธิบายk ตัว ( k ≥ 2) ในแบบจำลอง การถดถอยพหุตัวแปรมีความสัมพันธ์เชิงเส้นสมบูรณ์แบบ ตามที่ระบุไว้

สำหรับการสังเกตทั้งหมดiในทางปฏิบัติ เราแทบจะไม่พบภาวะความสัมพันธ์เชิงเส้นสมบูรณ์แบบในชุดข้อมูลเลย โดยทั่วไป ปัญหาความสัมพันธ์เชิงเส้นมักเกิดขึ้นเมื่อมี "ความสัมพันธ์เชิงเส้นที่แข็งแกร่ง" ระหว่างตัวแปรอิสระสองตัวขึ้นไป ซึ่งหมายความว่า

โดยที่ความแปรปรวนของมีค่าค่อนข้างน้อย

แนวคิดเรื่องความสัมพันธ์เชิงเส้นด้านข้างขยายมุมมองแบบดั้งเดิมนี้ และหมายถึงความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างตัวแปรอธิบายและตัวแปรเกณฑ์ (เช่น ตัวแปรที่ถูกอธิบาย) [ 10 ]

การใช้งานในด้านอื่นๆ

ชุดเสาอากาศ

เสาอากาศที่มีชุดเสาอากาศทิศทางแบบเรียงตัวกันสี่ชุด

ในด้านโทรคมนาคมชุดเสาอากาศแบบเรียงตัว (หรือ co-linear antenna array)คือชุดเสาอากาศแบบไดโพลที่ติดตั้งในลักษณะที่ส่วนประกอบที่สอดคล้องกันของแต่ละเสาอากาศนั้นขนานและอยู่ในแนวเดียวกัน กล่าวคือตั้งอยู่บนเส้นหรือแกนเดียวกัน

การถ่ายภาพ

สมการการเรียงตัวเป็นเส้นตรงเดียวกันเป็นชุดสมการสองสมการที่ใช้ในโฟโตแกรมเมตรีและคอมพิวเตอร์สเตอริโอวิชั่นเพื่อเชื่อมโยงพิกัดในระนาบภาพ ( เซนเซอร์ ) (ในสองมิติ) กับพิกัดของวัตถุ (ในสามมิติ) ในการตั้งค่าการถ่ายภาพ สมการเหล่านี้ได้มาจากการพิจารณาการฉายภาพจุดศูนย์กลางของวัตถุผ่านศูนย์กลางทางแสงของกล้องไปยังภาพในระนาบภาพ (เซนเซอร์) จุดทั้งสาม ได้แก่ จุดวัตถุ จุดภาพ และศูนย์กลางทางแสง จะเรียงตัวเป็นเส้นตรงเดียวกันเสมอ อีกวิธีหนึ่งที่จะกล่าวเช่นนี้คือ ส่วนของเส้นตรงที่เชื่อมจุดวัตถุกับจุดภาพจะตัดกันที่ศูนย์กลางทางแสงทั้งหมด[ 11 ]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^แนวคิดนี้ใช้ได้กับเรขาคณิตทุกรูปแบบ (Dembowski, 1968 , หน้า 26) แต่ส่วนใหญ่มักจะถูกกำหนดไว้เฉพาะในบริบทของเรขาคณิตเฉพาะเท่านั้น (Coxeter, 1969 , หน้า 178), Brannan, Esplen & Gray (1998 , หน้า 106))
  2. ^ Colinear (พจนานุกรม Merriam-Webster)
  3. ^ a b Johnson, Roger A., ​​Advanced Euclidean Geometry , Dover Publ., 2007 (ต้นฉบับ 1929)
  4. ^ Altshiller Court, Nathan .เรขาคณิตระดับวิทยาลัย , ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2. Barnes & Noble, 1952 [ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1. 1925]
  5. ^ Scott, JA "ตัวอย่างบางส่วนของการใช้พิกัดพื้นที่ในเรขาคณิตสามเหลี่ยม" Mathematical Gazette 83, พฤศจิกายน 1999, 472–477
  6. Dušan Djukić, Vladimir Janković, Ivan Matić, Nikola Petrović, The IMO Compendium , Springer, 2006, p. 15.
  7. ^ Myakishev, Alexei (2006), "เกี่ยวกับเส้นสองเส้นที่น่าสนใจที่เกี่ยวข้องกับรูปสี่เหลี่ยม" (PDF) , Forum Geometricorum , 6 : 289– 295.
  8. ^ Honsberger, Ross (1995), "4.2 รูปสี่เหลี่ยมวัฏจักร" , ตอนต่างๆ ในเรขาคณิตยุคยูคลิดศตวรรษที่ 19 และ 20 , ห้องสมุดคณิตศาสตร์ใหม่, เล่มที่ 37, สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, หน้า  35–39 , ISBN 978-0-88385-639-0
  9. ^แบรดลีย์, คริสโตเฟอร์ (2011), จุดศูนย์กลางสามจุดที่สร้างขึ้นโดยรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสแบบวงกลม (PDF)
  10. ^ Kock, N.; Lynn, GS (2012). "ความสัมพันธ์เชิงเส้นด้านข้างและผลลัพธ์ที่ทำให้เข้าใจผิดใน SEM ที่อิงตามความแปรปรวน: ตัวอย่างและข้อเสนอแนะ" (PDF)วารสารของสมาคมระบบสารสนเทศ 13 ( 7): 546– 580. doi : 10.17705/1jais.00302 . S2CID 3677154 . 
  11. ^ในทางคณิตศาสตร์แล้ว การเรียกสมการเหล่านี้ว่าสมการความสอดคล้องกัน นั้นดูเป็นธรรมชาติมากกว่า แต่ในเอกสารทางด้านโฟโตแกรมเมตรีไม่ได้ใช้คำศัพท์นั้น
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Collinearity&oldid=1301424095 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ความสอดคล้องเชิงเส้น

ในทาง เรขาคณิต ความเป็นเส้นตรงเดียวกัน ของเซตของ จุด คือคุณสมบัติของจุดเหล่านั้นที่อยู่บน เส้นตรง เดียวกัน [ 1 ] เซตของจุดที่มีคุณสมบัตินี้เรียกว่า จุดร่วมเส้นตรง (บางครั้งสะกดว่า...

จุดบนเส้นตรง

ในเรขาคณิตใดๆ เซตของจุดที่อยู่บนเส้น ตรง เดียวกันเรียกว่าจุดที่ อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ใน เรขาคณิตแบบยุคลิด ความสัมพันธ์นี้สามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนโดยจุดที่เรียงตัวกันเป็นแถวบน "เส้นตรง" อย่างไรก็ตาม ในเรขาคณิตส่วนใหญ่ (รวมถึงเรขาคณิตแบบยุคลิด) เส้นตรง...

รูปสามเหลี่ยม

ในรูปสามเหลี่ยมใดๆ จุดต่อไปนี้จะอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน:

รูปสี่เหลี่ยม

ในรูป สี่เหลี่ยมด้าน นูน ABCD ซึ่งด้านตรงข้ามตัดกันที่ E และ F จุด กึ่งกลาง ของ AC , BD , EF จะอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน และเส้นที่ลากผ่านจุดเหล่านี้เรียกว่า เส้นนิวตัน ถ้าเป็นรูปสี่เหลี่ยมด้านสัมผัสจุดศูนย์กลางภายในของ รูปสี่เหลี่ยมด้านสัมผัส...