Quadriken

Die Abbildung \perp: P({U)}–> \ensure......remathP({U)}^{\perp} heißt polare Abbildung, wenn sigma nicht ausgeartet ist auch Polarität.

Die Funktion

lambda: && A –> K\\&& {a}_{......{a}-{t}> + g



heißt quadratische Funktion, wenn q: X–> K eine quadratische Form, l^{*} in X^{*} und g in K ist.

Zu jeder quadratischen Funktion existiert genau eine quadratische Form q: K × X–> K mit q(1,{a}) = lambda({a}) forall {a}in H:

q(x,{a}) = q_{lambda}(\......mathbf{a}-{t}> + g \cot x^2

Eine quadratische Funktion besitzt (bezüglich eines passenden affinen Koordinatensystems) immer eine der folgenden Koordinatendarstellungen:

(A0) (x_1 *s x_n)^T \mapsto g_1 * x_1^2 + ... + g_{r} * x_{r}^2         (r <= n)
(A1) (x_1 *s x_n)^T \mapsto g_1 * x_1^2 + ... + g_{r} * x_{r}^2 + g         (r <= n)
(B) (x_1 *s x_n)^T \mapsto g_1 * x_1^2 + ... + g_{r} * x_{r}^2 - 2 * x_n         (r<n)

Die Punktmenge Q_{a\!f\!\!f}:= { {a}in A | lambda({a}) = 0 } heißt affine Quadrik.

Die Menge Q:= { K * {a}in \ensurem......bf{V)}| q({a}) = 0 } heißt dann projektive Quadrik.

Eine Gerade g von P({V)} heißt Tangente einer projektiven Quadrik, wenn sie mit Q genau einen Punkt gemeinsam hat oder ganz in Q enthalten ist.
Eine Gerade ist genau dann Tangente an Q in P, wenn sie im Unterraum T_{p} Q:= P^{\perp} liegt.

Für jede Gerade g von P({V)} gilt: \sharp (g \cap Q) <= 2 oder g \subseteq Q.

Ein Punkt S in Q heißt singulär, wenn jede Gerade durch S Tangente an Q ist, sonst regulär.
Die Menge aller singulären Punkte heißt Spitzenraum und ist genau das Radikal der zu q gehörigen symmetrischen Bilinearform.

Für einen regulären Punkt P in Q heißt T_{p} Q die Tangentialhyperebene.

Besitzt eine Quadrik zumindest einen singulären Punkt, so wird sie singulär genannt, andernfalls ist sie regulär.

Eine projektive Quadrik, die zumindest einen regulären Punkt besitzt, spannt den gesamten Raum P({V)} auf.

Eine Asymptote von Q_{a\!f\!\!f} liegt dann vor, wenn die projektive Entsprechung Tangente an Q ist, aber gilt: g_{a\!f\!\!f} \cap Q_{a\!f\!\!f}= Ø (analog für eine asymptotische Hyperebene).

Eine singuläre affine Quadrik heißt Zylinder, falls der Spitzenraum in der Fernhyperebene liegt.
Eine affine Quadrik heißt parabolisch, wenn die Fernhyperebene Tangentialhyperebene von Q ist.

Für die drei Typen von Quadriken gilt:

(A0) ist Kegel, nicht parabolisch
(A1) ist Zylinder oder regulär, nicht parabolisch
(B) ist Zylinder oder regulär, parabolisch

Es gibt eine Projektivspiegelung kappa: P({V)}–> P({V)} mit Zentrum P und der Eigenschaft kappa(Q)=Q. Diese ist eindeutig bestimmt, wenn Q zumindest eine regulären Punkt besitzt:

kappa:=P(f) {mit} f: && \ensur......{},{p})} * {p}



Ein Punkt min A \ Q_{a\!f\!\!f} heißt Mittelpunkt und Q_{a\!f\!\!f} eine Mittelpunktsquadrik, wenn {m^{\perp} die Fernhyperebene ist.
D_{a\!f\!\!f} heißt Durchmesserhyperebene, wenn es einen Fernpunkt P gibt mit P^{\perp}= D.

Q_{a\!f\!\!f} ist genau dann eine Mittelpunktsquadrik, wenn sie vom Typ (A1) ist.

Es sei Q(q_1)=Q(q_2) eine projektive Quadrik mit zumindest einem regulären Punkt. Dann gilt: exists c in K^{×}: c * q_1 = q_2.

Durch einfache Umformungen erhält man eine Aussage über Unterräume U, die ganz auf der Quadrik liegen: Besitzt q die Signatur (p, r-p, n-r), dann gilt: dim U<= n-p.

Quadriken vom Typ (+++-) heißen ovale Quadriken und gliedern sich affin in:

  1. x_1^2+x_2^2-x_3^2=-1         (zweischaliges Hyperboloid)
  2. x_1^2+x_2^2+x_3^2=1         (Ellipsoid)
  3. x_1^2+x_2^2=2x_3         (elliptisches Paraboloid)
Quadriken vom Typ (++--) heißen ringartige Quadriken und gliedern sich affin in:
  1. x_1^2+x_2^2-x_3^2=1         (einschaliges Hyperboloid)
  2. x_1^2-x_2^2=2x_3         (hyperbolisches Paraboloid)

 Diese Seite erfüllt die HTML-4.01-Spezifikationen!
Übersicht
Zurück Home Weiter
Index