二维空间

更新时间:2024-09-12 19:35

二维空间或译二度空间(Second Dimension)是指仅由宽度→水平线和高度→垂直线(在几何学中为X轴和Y轴)两个要素所组成的平面空间,只在平面延伸扩展,同时也是美术上的一个术语,例如绘画便是要将三维空间的事物,用二维空间来展现。

几何概念

在几何中,二维空间仅指的是一个平面,上面的每一个点都可以用由两个数构成的坐标(x,y)来表示。如图《二维空间是平面》所示,坐标将平面分成了4个象限。

形象例证有一位专家曾打过一个比方:让我们先假设一些生活在二维空间的扁片人,他们只有平面概念。假如要将一个二维扁片人关起来,只需要用线在他四周画一个圈即可,这样一来,在二维空间的范围内,他无论如何也走不出这个圈。

性质

三维的物体在二维里可以由一处消失,在另一处出现。

线性代数

线性代数中也有另一种探讨二维空间的的方式,其中彼此独立性的想法至关重要。平面有二个维度,因为长方形的长和宽的长度是彼此独立的。以线性代数的方式来说,平面是二维空间,因为平面上的任何一点都可以用二个独立向量的线性组合来表示。

数量积、角度及长度

二个向量A= [A1,A2]和B= [B1,B2]的数量积定义为:

向量可以画成一个箭头,量值为箭头的长度即其,向量的方向就是箭头指向的方向。向量A的长度为。以此观点来看,两个欧几里得向量A和B的数量积定义为

其中θ为A和B的角度

向量A和自己的数量积为

因此

这也是向量欧几里得距离的公式。

拓扑学

拓扑学的平面定义为是唯一可收缩的曲面

若从平面中移除任何一个点,剩下的空间仍然是连通空间,但已不是单连通空间。

图论

在图论中,平面图是指可以嵌入在平面中的图,也就是图可以画在平面上,图的各边只会在端点相交。换句话中,可以在平面上画出此图,图的各边不会互相交叉。这様的图称为平面图。

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