Droites de $\mathbb{RP}^2$

Bonjour,

J'ai commencé l'étude de la géométrie projective et j'éprouve des difficultés à faire la distinction entre les points et les droites du plan projectif. Je vous donne un exemple concret que j'ai trouvé :

Dans $\mathbb{RP}^2$, les droites $2x+y=0$ et $4x+2y+1=0$ sont parallèles et se rencontrent au point $(1,-2,0)$.

Je ne comprend pas pourquoi les équations précédentes correspondent à deux droites de $\mathbb{RP}^2$. Dans l'espace $\mathbb{R}^3$, une droite est pourtant caractérisée par deux équations, à savoir l'intersection de deux plan. Autrement dit je ne peux pas écrire une droite de $\mathbb{R}^3$ à l'aide d'une seule équation. S'agit-il dès lors de deux plan de $\mathbb{R}^3$ ou bien de deux droites de $\mathbb{R}^2$? J'avoue ne plus comprendre à quoi correspondent vraiment ces deux équations dans $\mathbb{RP}^2$ c'est pourquoi je sollicite votre aide.

Réponses

  • Ton exemple concret est étrange. "Droites parallèles" n'a pas de sens dans le plan projectif, toute paire de droites distinctes se coupent en un point. Ta deuxième équation n'est pas homogène, elle n'a aucun sens dans $\Bbb{RP}^2$. Il faudrait l'écrire $4x + 2y + z = 0$.

    Concernant ta confusion : par définition une droite de $\Bbb{RP}^2$ est un plan vectoriel de $\Bbb R^3$. Tu vois bien que deux plans distincts s'intersectent toujours en une droite, et cette droite représente le point $ p \in \Bbb{RP}^2$ qui est dans l'intersection. Est ce que c'est clair ?
  • Les droites qu'on te donne sont des droites de l'espace affine $\R^2$; elles sont parallèles. On complète cet espace affine $\R^2$ en l'espace projectif $\R P^2$ avec coordonnées homogènes $(x{:}y{:}z)$, comme ceci :
    $$(x,y) \longmapsto (x{:}y{:}1)\;.$$
    Les droites projectives complétées de tes droites affines sont les droites d'équations homogènes $2x+y=0$ et $4x+2y+z=0$. Elles ont en commun le point à l'infini $(1{:}{-2}{:}0)$.
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