克莱因提出几何学就是研究在特定变换下不变性质的学科,该观点披后世称为爱尔兰根纲领.如在初中阶段我们研究了旋转、翻折、平移等保持变换前后长度不变、角度不变的变换,称这些变换为保长变换和保角变换.设平面 $\alpha$ 和 $\beta$ 是空间中两个相异平面,$P$ 是平面外一点.定义平面 $\alpha$ 到平面 $\beta$ 关于点 $P$ 的单点透视变换 $f$:$\forall A \in \alpha$,若直线 $P A$ 交平面 $\beta$ 于点 $A^{\prime}$,则 $f(A)=A^{\prime}$,称 $A^{\prime}$ 为 $A$ 在平面 $\beta$ 内的像:若 $P A \cap \beta=\varnothing$,则 $f(A)=\infty$,称 $A$ 为平面 $a$ 内的影消点,则下述命题中正确的有( )
A.$f$ 是保角变换,但不是保长变换
B.平面 $\alpha$ 和 $\beta$ 相交是平面 $\alpha$ 内存在影消点的充要条件
C.若平面 $\alpha$ 内存在影消点,则影消点的轨迹是一条直线
D.平面 $\alpha$ 内的椭圆在单点透视变换 $f$ 下的偍仍是椭圆
答案 BC.
解析 对于选项 $\boxed{A}$,当平面 $\alpha,\beta$ 平行,且点 $P$ 到平面 $\alpha,\beta$ 的距离相等时,此时变换 $f$ 类似于中心对称变换,变换前后的图形保持角度、长度均不变,选项错误;
对于选项 $\boxed{B}$ $\boxed{C}$,当平面 $\alpha$ 与 $\beta$ 相交时,过 $P$ 作平面 $\beta$ 的平行平面 $\gamma$,则平面 $\alpha$ 与 $\gamma$ 的交线 $l$ 上的点均为平面 $\alpha$ 上的影消点,且当 $A\notin l$ 时,$AP$ 与 $\beta$ 相交,因此直线 $l$ 外的点均不是影消点;当平面 $\alpha$ 内存在影消点 $A$ 时,有 $AP\parallel \beta$,若 $\alpha\parallel \beta$,则 $AP\parallel \alpha$,而 $A,P$ 分别在平面 $\alpha$ 内、外,矛盾,因此平面 $\alpha$ 与 $\beta$ 相交,选项 $\boxed{B}$ $\boxed{C}$ 均正确;
对于选项 $\boxed{D}$,考虑平面 $\alpha,\beta$ 截以 $P$ 为顶点的圆锥面,设圆锥面关于过 $P$ 的平面 $\sigma$ 对称,则随着 $\alpha,\beta$ 与 $\sigma$ 所成角不同,变换 $f$ 可以将椭圆变换为圆、椭圆、双曲线、抛物线,选项错误;
综上所述,正确的选项为 $\boxed{B}$ $\boxed{C}$.