В геометрии гомотетия — это преобразование плоскости или пространства, при котором фигура увеличивается или уменьшается относительно некоторой точки (центра гомотетии) в заданное число раз (коэффициент гомотетии).
Определение:
Гомотетия с центром в точке O и коэффициентом k (k ≠ 0) — это отображение, при котором каждой точке A исходного множества сопоставляется точка A' так, что векторы OA' и OA коллинеарны и связаны соотношением OA' = k * OA. Если |k| > 1, гомотетия называется расширением, если |k| < 1 — сжатием.
Свойства гомотетии:
1. Гомотетия сохраняет форму фигур, но изменяет их размер. Образ фигуры подобен исходной фигуре.
2. Отношение длин отрезков, соединяющих соответствующие точки исходной и полученной фигуры, равно коэффициенту гомотетии k.
3. Гомотетия сохраняет углы между соответствующими элементами фигур (линии остаются параллельными).
4. Гомотетия не сохраняет расстояния между точками, за исключением тех случаев, когда точки находятся на прямой, проходящей через центр гомотетии.
5. Если коэффициент гомотетии k отрицателен, фигура получается повёрнутой на 180° относительно центра гомотетии.
6. Прямые, проходящие через центр гомотетии, являются неподвижными линиями данного преобразования.
7. Гомотетия является частным случаем аффинного преобразования.
Это линейное преобразование, которое можно представить в алгебраической форме, используя матрицы. В двумерном случае, если точка имеет координаты (x, y), центр гомотетии находится в начале координат, а коэффициент гомотетии равен k, новые координаты точки можно выразить как (kx, ky). Если центр гомотетии находится в точке (cx, cy), то преобразование имеет вид:
x' = cx + k * (x - cx),
y' = cy + k * (y - cy).
Примеры гомотетии встречаются в природе (например, масштабирование форм при росте растений или животных) и технике (например, при применении разных масштабов в чертежах или картах).
ChatGPT4