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P153-3.47中伸缩因子的计算

P153-3.47中伸缩因子的计算

要证明这一点,我们需要仔细分析两个反演变换的复合操作如何转换一个点的距离。让我们考虑以下步骤:

  1. 定义反演变换

    • 反演变换是通过 \( w = \frac{r^2}{\bar{z}} \) 实现的,其中 \( r \) 是反演圆的半径,\( \bar{z} \) 是 \( z \) 的共轭复数。
    • 设圆 \( A \) 的半径为 \( r_A \),圆 \( B \) 的半径为 \( r_B \)。
  2. 第一次反演

    • 一个点 \( z \) 在圆 \( A \) 上的反演为 \( z_1 \),其中 \( z_1 = \frac{r_A^2}{\bar{z}} \)。
  3. 第二次反演

    • 点 \( z_1 \) 在圆 \( B \) 上的反演为 \( z_2 \),其中 \( z_2 = \frac{r_B^2}{\bar{z_1}} \)。
    • 代入 \( z_1 \) 的表达式:\( z_2 = \frac{r_B^2}{\bar{z_1}} = \frac{r_B^2}{\overline{\left(\frac{r_A^2}{\bar{z}}\right)}} = \frac{r_B^2}{\frac{r_A^2}{z}} = z \cdot \frac{r_B^2}{r_A^2} \)。
  4. 伸缩变换

    • \( z_2 \) 可以表示为 \( z \) 的伸缩变换,即 \( z_2 = z \cdot \frac{r_B^2}{r_A^2} \)。
    • 因此,复合变换(经过 \( A \) 反演后再经 \( B \) 反演)是 \( z \) 的一个伸缩,伸缩率为 \( \frac{r_B^2}{r_A^2} \)。
  5. 设伸缩率为 \( \rho \)

    • 为了得到伸缩率为 \( \rho \),需要 \( \frac{r_B^2}{r_A^2} = \rho \)。
    • 即 \( \frac{r_B}{r_A} = \sqrt{\rho} \)。
综上所述,经过两个圆 \( A \) 和 \( B \) 的反演得到的伸缩率为 \( \rho \) 的条件是: \[ \frac{r_B}{r_A} = \sqrt{\rho} \] 这说明 \( r_B \) 和 \( r_A \) 之间的关系满足这个条件时,两个反演变换的复合操作确实会产生所需的伸缩率。

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