平移(translation)
平移是最簡單的運動:純粹的滑動。平面上每一個點都朝同一方向移動同樣的距離——彷彿整張紙被往旁邊推了一把,沒有任何轉動或翻轉。想像把一本書直直地滑過書桌:它落在新位置,卻指向完全相同的方向,與起始處完全平行。
我們用一支稱為平移向量的箭頭來捕捉「同距離、同方向」,記為 v = (a, b)。於是平移對每個點只做一件事:加上這個向量。以座標表示,點 (x, y) 變到 (x + a, y + b)。例如以 v = (3, -2) 平移,把 (1, 5) 送到 (4, 3)、把 (0, 0) 送到 (3, -2)——對全體施以相同的位移 (+3, -2)。滑動的大小是長度 |v| = sqrt(a^2 + b^2),方向即箭頭的方向。平移完全沒有不動點(除非 v 是零向量,那會讓一切留在原處),而且它保持定向:依順時針標記的三角形仍維持順時針。
平移是直接(保持定向)的等距變換,兩個平移的合成不過是把向量相加——先以 v 滑、再以 w 滑,就一口氣滑了 v + w。凡是靠單純移位而重複的圖樣處處可見平移:牆上的磚、壁紙重複的母題、沿牆延伸的帶飾。事實上,平移對稱正是把無限重複的壁紙與帶飾圖樣,與單一花飾的有限對稱區分開來的決定性特徵。
將頂點為 P(2, 1)、Q(5, 1)、R(5, 4) 的三角形以向量 v = (-4, 3) 平移。各點加上 (-4, 3):P' = (-2, 4)、Q' = (1, 4)、R' = (1, 7)。邊 |PQ| 平移前為 3、平移後 |P'Q'| 仍為 3;三角形只是往左上方滑去,未轉也未翻。
一個向量加到每個點上——純粹的滑動,不轉不翻、無不動點。
定義平移的是向量,而非單一被移動的點:只要知道某一點從 A 到 A',整個滑動就被定死,因為同一支箭頭 A 到 A' 把其他每個點都同樣地移動。