3次元人の陥りやすい盲点に「対掌体」がある.対掌となる四面体を3次元空間で重ね合わせることはできないが,4次元では重ね合わせが可能である=すなわち合同なのである.実はこの辺の事情は2次元・3次元間でも起こっているのであるが,われわれが3次元人であるため,意識されることは少ない.
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【1】回転移動
原点を中心とする角θの回転は
[X]=[cosθ,-sinθ][x]
[Y] [sinθ, cosθ][y]
R(θ)=[cosθ,-sinθ]
[sinθ, cosθ]
で与えられる.|R|=1
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【2】線対称移動
原点を通る直線y=mx=tanθ・xに関する線対称移動は
y=mx=tanθ・xとおくと
[X]=[(1-m^2)/(1+m^2), 2m/(1+m^2)][x]
[Y] [2m/(1+m^2),-(1-m^2)/(1+m^2)][y]
[X]=[cos2θ, sin2θ][x]
[Y] [sin2θ,-cos2θ][y]
S(2θ)=[cos2θ, sin2θ]
[sin2θ,-cos2θ]
で与えられる.|S|=-1
原点を通る直線y=tanθ/2・xに関する線対称移動は
[X]=[cosθ, sinθ][x]
[Y] [sinθ,-cosθ][y]
S(θ)=[cosθ, sinθ]
[sinθ,-cosθ]
で与えられる.|S|=-1
また,
S(θ)=R(θ)[1, 0]
[0,-1]
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【3】合同変換
両方をまとめると
A=[cosθ, sinθ]
[sinφ,-cosφ]
[1]φ=θ+π/2のとき,
A=R(θ)
[2]φ=θ-π/2のとき,
A=S(θ)
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