뫼비우스 비행기

Möbius plane

수학에서 뫼비우스 비행기(August Perdinand Möbius의 이름을 딴)는 벤츠 비행기 중 하나이다.뫼비우스 비행기, 라구에르 비행기, 민코프스키 비행기.고전적인 예는 실제 부속 평면에 있는 선과 원의 기하학을 바탕으로 한다.

뫼비우스 평면의 두 번째 이름은 역행 평면이다.고전 뫼비우스 평면에 반전이 존재하기 때문이다.반전이란 원이나 선의 점을 고정시키는 무의식적인 매핑이다(아래 참조).

부착 평면과의 관계

뫼비우스-플레인: 접촉

아핀 평면은 다른 것들 중에서 두 점이 정확히 하나의 선을 결정하는 속성을 만족시키는 점 및 선의 시스템이다.이 개념은 점 및 원의 시스템으로 일반화할 수 있으며, 각 원은 세 개의 비협착 점으로 결정된다.그러나 세 개의 시준점이 원이 아닌 선을 결정한다.이 단점은 모든 라인에 무한대의 점을 추가함으로써 제거할 수 있다.만약 우리가 원과 이와 같이 완성된 선 사이클을 모두 호출한다면, 우리는 세 지점마다 정확히 하나의 사이클을 결정하는 발생 구조를 얻게 된다.

부착 평면에서 선 사이의 평행 관계는 필수적이다.사이클의 기하학에서, 이 관계는 접촉 관계에 일반화된다.공통점이 1점만 있으면 두 사이클이 서로 닿는다.이는 두 개의 접선 원 또는 원에 접하는 선에 해당된다.완성된 두 선은 무한의 점만 공통으로 가지고 있으면 닿기 때문에 평행이다.감동적인 관계는 재산을 가지고 있다.

  • 사이클 z z Q z }에 대해 Q {\ P z{\ z점)가 정확히 한 사이클 포함되어있음 .

이러한 특성들은 본질적으로 자명한 뫼비우스 평면을 정의한다.그러나 고전 뫼비우스 평면만이 자명한 뫼비우스 평면의 특성을 만족시키는 기하학적 구조는 아니다.뫼비우스 평면의 간단한 추가 예는 한 사람이 실수를 합리적인 숫자로 대체한다면 달성할 수 있다.복잡한 숫자의 사용(실수 대신)은 뫼비우스 평면으로 이어지지 않는데, 그 이유는 복합 부속 평면에서 곡선 + = 1 ^{2}+y1}는원곡선이 아니라 하이퍼볼라 같은 곡선이기 때문이다.다행히도 뫼비우스 비행기(아래 참조)로 이어지는 적절한 이차적 형태와 함께 많은 필드(숫자)가 있다.그러한 예를 미켈의 정리를 이행하기 때문에 미켈리안이라고 한다.이 모든 미켈리안 뫼비우스 비행기는 우주 모델에 의해 설명될 수 있다.고전적인 리얼 뫼비우스 평면은 단위 구체에 있는 원의 기하학으로 간주할 수 있다.우주 모델의 본질적인 장점은 어떤 사이클도 (구 위에) 원일 뿐이라는 것이다.

클래식 리얼 뫼비우스 평면

클래식 뫼비우스 평면:2d/3d-모델

We start from the real affine plane with the quadratic form and get the real Euclidean plane: is the point set, the lines are described by equations = + x= 이며 원은 방정식을 충족하는 점 집합이다.

( - x y- )=(x- ) + (y- y - ) = =r > y-y_0

유클리드 평면의 선과 원의 기하학적 구조는 발생 구조물에 삽입하여 균질화할 수 있다(어핀 평면의 투영완료와 유사함).

와 함께

∪ { R \\notin {집합
the set of cycles.
, ,) 클래식 리얼 뫼비우스 평면이라고 한다.

새로운 구조 내에서 완성된 선들은 더 이상 특별한 역할을 하지 않는다.분명히(, ,) )은 다음과 같은 속성을 가지고 있다.

  • 세 점 B 의 어떤 집합에 대해 A {\ A,,C을(를) 포함하는 정확히 의 사이클z {\ z이(가) 있다
  • For any cycle , any point and there exists exactly one cycle with: and , i.e. and지점 에서 서로 접촉
, ,) 을(를) 사용하여 설명할 수 있다.

복잡한 숫자. = x+ y 는 점, y represents R 2 :

}, { {{\} \c}\ \mathb

(= - {(는) {\의 결합 번호 입니다.)

이 설명의 장점은 같은 P 지도 순열이 사이클에 순환되는지 쉽게 확인할 수 있다는 것이다.

(1) z + C {
(2) z+ ,}, (번역)
(3) z→ 1 ∞, 0에서반성을
(4) → z , 화살표 \}(실제 축을 통한 반성 또는 반전)

Considering as projective line over one recognizes that the mappings generate the group (s. PGL(2,C), Möbius transformation. 기하 Z ) )은 동질적인 구조로, 즉 그 자동성 집단전이적이다.따라서 (4)에서 다음을 얻는다.어떤 사이클에도 역전이 존재한다.예를 들어, {\ z\오른쪽 {1은(는) 단위 원 in= }을는) 고정하는 반전이다이 속성은 대체 이름 역행면을 발생시킨다.

입체 투영법

데스투게스 투영 평면의 공간 모델과 유사하게 기하학적 구조 , )에 대한 공간 모델이 존재하며, 이 모델들은 원에 의해 정의된 선과 사이클 간의 공식 차이를 생략한다.기하학, ,) 구체의 원의 기하학과는 이형이다.이형성은 적절한 입체 투영에 의해 수행될 수 있다.예를 들면 다음과 같다.

은(는) 중심0 )과 맵이 있는 투영법이다.

  • the x-y-plane onto the sphere with equation , midpoint and radius .
  • x + y - - - = 0 x2}+y^{을(를) 사용하여 + -( + c)+ = 의 평면으로 들어가는 원.즉, 원의 이미지는 구의 평면 부분이며, 따라서 다시 원(구 위에)이 된다.해당 평면은 중앙 1) 스타일을(를) 포함하지 않는다
  • the line into the plane . So, the image of a line is a circle (on the sphere) through point but not containing point .

뫼비우스 비행기의 공리

고전적인 진짜 뫼비우스 평면의 부수적인 행동은 다음과 같은 자명한 뫼비우스 평면의 정의에 근거를 준다.

뫼비우스 평면: 공리(A1), (A2)

An incidence structure with point set and set of cycles is called Möbius plane if the following axioms hold:

A1: 임의의 세 점에 대해, 를) 포함하는 사이클 이(가 정확히 하나 있다
A2: For any cycle , any point and there exists exactly one cycle with: and ( and 지점P 에서 서로 접촉.
A3: 모든 사이클에는 최소 3개의 지점이 포함되어 있다.적어도 한 사이클은 있다.

이(가) A 이(가 있는 경우 4개의 지점이 순환된다

위의 공리가 고전적인 진짜 뫼비우스 평면을 규정하는 것을 기대해서는 안 된다.고전적인 뫼비우스 비행기와는 다른 자명한 뫼비우스 비행기(아래 참조)의 예가 많이 있다.아핀 평면의 최소 모델과 유사하게 뫼비우스 평면의 최소 모델을 찾는다.다음과 같은 으로 구성된다

뫼비우스 평면: 최소 모델( (을(를) 포함하는 사이클만 그린다.임의의 3점 세트는 사이클이다.)

. Hence: .

고전 뫼비우스 평면과 실제 아핀 평면의 연결은 뫼비우스 평면의 최소 모델과 아핀 평면의 최소 모델 사이에 유사한 방법으로 찾을 수 있다.이러한 강한 연결은 뫼비우스 비행기 및 아핀 비행기(아래 참조)에 대표적이다.

For a Möbius plane and we define structure z 설정하고 P 지점의 잔류물이라고 부른다.

고전적 모델의 경우 지점 point 잔여물 ∞{\}이(가 실제 부착면이다.잔여물의 본질적인 의미는 다음과 같은 정리를 보여준다.

정리:뫼비우스 비행기의 모든 잔여물은 아핀 평면이다.

이 정리는 뫼비우스 평면에 대한 조사를 위해 부속 평면에 많은 결과를 사용할 수 있도록 하며, 뫼비우스 평면의 동등한 정의를 도출한다.

정리:발생 구조 ) )은 다음 특성이 충족되는 경우에만 뫼비우스 평면이다.

A': 어떤 점에서든 잔류물 는 아핀 평면이다.

유한한 뫼비우스 평면의 경우, P < {\{\<\우리는 (부착 평면과 유사)를 가지고 있다.

  • 뫼비우스 평면의 어떤 두 사이클도 동일한 수의 점을 가진다.

이는 다음과 같은 정의에 대한 이유를 제공한다.
For a finite Möbius plane and a cycle the integer is called order of .

콤비네이터틱스로부터 우리는 얻는다.

  • M=( Z ) {\{Z},\ 순서가 인 뫼비우스 평면이 되게 하라Then a) any residue is an affine plane of order , b) , c)

미켈리안 뫼비우스 비행기

Möbius 평면의 추가 예를 찾으면 원 정의용 K 위에 부착된 평면에서 2차 형태 로 시작하는 고전적 건축을 일반화할 가능성이 있어 보인다.그러나 숫자 {를) 필드 K {\ 대체하고 원을 설명하기 위해 고전적인 2차 형식 + y 일반적으로 하지 않는다.자세한 내용은 아래 강의 노트를 참조하십시오.따라서, 적절한 필드 쌍과 2차 형태에 대해서만 Möbius 평면 ( , 을 얻는다.그것들은 (클래식 모델로서) 거대한 동질성과 미켈의 다음과 같은 정리가 특징인 것이다.

미켈의 정리

정리(미켈):Möbius 평면 ,) 의 경우 다음이 참이다.
어떤 ,.. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 큐브의 정점에 할당될 수 있는 5 면의 점의 점의 점의 점의 점들이 6 4배정점들이 컨사이블의 있다.

그 반론도 사실이다.

정리(Chen):뫼비우스 평면 , )만이 미켈의 정리를 만족한다.

마지막 정리 때문에 뫼비우스 평면 ,) 미켈리안 뫼비우스 평면이라고 불린다.

비고: 뫼비우스 비행기의 최소 모델은 미켈리안이다.뫼비우스 비행기와는 이형성이다.

with (field ) and .
(예를 들어 단위원 x + + =1 (1,(, ) \{1,0 (의 포인트 세트 입니다

비고: 숫자의 필드를 K= C K을(를) 선택하면 적절한 2차 형식이 전혀 없다.

= 합리적 숫자의 분야), (y)= 2+ y 이 적당하다.
= 합리적 숫자의 분야), (,y)= - }-}}: 선택도 적합하다.

비고: 입체 투영법에서 알 수 있듯이 ( ,) { 평면의 기하학적 구조와 이형이다.

필드 에 대한 투사형 3-공간에서 구체(지수 1의 비감소 사각형)의 섹션

비고: 고전적인 (실제) 사건에 대한 미켈의 정리 증거를 여기서 찾을 수 있다.그것은 기초적이며, 새겨진 각도의 정리에 기초한다.

비고: 미켈리안이 아닌 뫼비우스 비행기가 많이 있다(아래 웹링크 참조).미켈리안 뫼비우스 비행기와 가장 유사한 등급은 난형 뫼비우스 비행기다.난형 뫼비우스 평면은 난형 평면 단면의 기하학이다.난형(ovoid)은 2차적 집합이며, 투사적 3-공간: 1) 선은 한 점 또는 두 점의 난형(none, one 또는 one)에서 난형(nonoid)을 교차하며 2) 접선(tangent) 평면을 형성하는 난형의 어느 지점에서든 같은 기하학적 특성을 갖는다.실제 3공간에 있는 단순한 난자는 결과가 사분면이 아닌 다른 타원체의 적절한 반쪽을 접착하여 만들 수 있다.유한한 경우에도 난형이 존재한다(이차 집합 참조).오보이드 뫼비우스 평면은 묶음 정리가 특징이다.

유한 뫼비우스 평면 및 블록 설계

순서가 n인 유한부착면의 원점 확장 매개변수를 갖는2 블록 설계, 3-(n + 1, n + 1, 1) 순서가 n인 뫼비우스 평면이다.

이러한 유한 블록 설계는 원이 설계 블럭으로 해석될 때 뫼비우스 평면을 정의하는 공리를 만족시킨다.

뫼비우스 평면의 질서에 대해 알려진 유일한 유한 값은 원시 또는 원시 세력이다.유일하게 알려진 유한 뫼비우스 평면은 유한 투영 기하학 내에 건설된다.

참고 항목

참조

  • W. 벤츠, 보를레성겐 über Geometrie 데르 알헤브렌, 스프링거 (1973)
  • F. Buekenhout (편집), 발생 기하학 핸드북, Exvier (1995) ISBN0-444-88355-X
  • P. 뎀보스키, 유한 기하학, 스프링거-베를라크(1968) ISBN 3-540-61786-8

외부 링크