2011 제30회 전국 대학생 수학경시대회 제1분야 8번문제

3차원 유클리드 공간 상의 직선 $\ell$과 평면 $P$가 원점에서 만난다고 가정하자. 선형변환 $f$는 $\ell$을 축으로 하는 어떤 회전이고, 또다른 선형변환 $g$는 $P$에 대한 반사(reflection)라 한다. 그러면, 수직하게 만나는 직선 $\ell’$과 평면 $P’$이 있어서 $\ell’$을 축으로 하는 어떤 회전 $f’$과 $P’$에 대한 반사 $g’$에 대하여 $f\circ g=f’\circ g’$을 만족함을 보여라.

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