กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

พื้นผิวระบายอากาศ

สมการเชิงอนุพันธ์/พื้นผิว/พื้นผิวที่มีความโค้งสม่ำเสมอ

ในเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์พื้นผิวหายใจ (breather surface)เป็นตระกูลพื้นผิวทางคณิตศาสตร์แบบพารามิเตอร์เดียว ซึ่งสอดคล้องกับคำตอบหายใจของสมการไซน์-กอร์ดอน (sine-Gordon equation)

พื้นผิวระบายอากาศ

( เรียนรู้วิธีและเวลาในการลบข้อความนี้ )

ในเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์พื้นผิวหายใจ (breather surface)เป็นตระกูลพื้นผิวทางคณิตศาสตร์แบบพารามิเตอร์เดียว ซึ่งสอดคล้องกับคำตอบหายใจ[ 1 ]ของสมการไซน์-กอร์ดอน (sine-Gordon equation) ซึ่งเป็นสมการเชิงอนุพันธ์ที่ปรากฏในฟิสิกส์เชิงทฤษฎีพื้นผิวเหล่านี้มีคุณสมบัติที่โดดเด่นคือมีความโค้งคงที่1{\displaystyle -1}โดยที่ความโค้งนั้นถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจน ทำให้พวกมันเป็นตัวอย่างของทรงกลมเทียม แบบ ทั่วไป

พื้นฐานทางคณิตศาสตร์

การหายใจแบบยืนของไซน์-กอร์ดอนเป็นการแกว่งในเวลาที่เชื่อมโยงกันของคิงค์-แอนติคิงค์ 2 โซลิตอน

มีความสัมพันธ์ระหว่างพื้นผิวฝังตัว ที่ มีความโค้งคงที่ -1 ซึ่งเรียกว่าทรงกลมเทียม (pseudospheres) กับคำตอบของสมการไซน์-กอร์ดอน (sine-Gordon equation) ความสัมพันธ์นี้สามารถสร้างขึ้นได้โดยเริ่มจากตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของทรงกลมเทียม นั่นคือ แทร็กทรอยด์ ( tractroid ) ในชุดพิกัดพิเศษที่เรียกว่าพิกัดเชิงอะซิมโทติก (asymptotic coordinates) สมการเกาส์-โคดัซซี (Gauss–Codazzi equations)ซึ่งเป็นสมการความสอดคล้องที่กำหนดว่าเมื่อใดที่พื้นผิวที่มี รูปแบบพื้นฐาน แรกและที่สอง ที่กำหนดไว้ สามารถฝังตัวลงในปริภูมิสามมิติ ที่มี เมตริกแบบแบนได้จะลดลงเหลือสมการไซน์-กอร์ดอน

ในความสัมพันธ์ดังกล่าว แทร็กทรอยด์สอดคล้องกับคำตอบโซลิตอนเดี่ยวแบบสถิตของคำตอบไซน์-กอร์ดอน เนื่องจากการไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การแปลงลอเรน ซ์ของไซน์-กอร์ดอน จึงสามารถใช้ การแปลงลอเรนซ์แบบพารามิเตอร์เดียวกับคำตอบแบบสถิตเพื่อหาคำตอบใหม่ได้ ซึ่งในด้านของทรงกลมเสมือน คำตอบเหล่านี้เรียกว่าการแปลงลีซึ่งจะเปลี่ยนรูปแทร็กทรอยด์ไปเป็นพื้นผิวแบบพารามิเตอร์เดียวที่เรียกว่าพื้นผิวของดีนี

วิธีการแปลงแบ็กคลุนด์ช่วยให้สามารถสร้างคำตอบที่แตกต่างกันจำนวนมากสำหรับสมการไซน์-กอร์ดอน ซึ่งก็คือคำตอบแบบมัลติโซลิตอน ตัวอย่างเช่น 2-โซลิตอนสอดคล้องกับพื้นผิวคูเอ็นอย่างไรก็ตาม แม้ว่าวิธีนี้จะสร้างชุดคำตอบที่ไม่มีที่สิ้นสุด แต่คำตอบแบบเบรธเตอร์นั้นไม่ได้อยู่ในกลุ่มนั้น

โซลูชันการหายใจได้มาจากวิธีการกระเจิงผกผันสำหรับสมการไซน์-กอร์ดอน[ 2 ] โซลูชัน เหล่านี้มีตำแหน่งอยู่ในพื้นที่แต่มีการแกว่งไปมาตามเวลา

แต่ละคำตอบของสมการไซน์-กอร์ดอนจะให้รูปแบบพื้นฐานอันดับแรกและอันดับสองซึ่งสอดคล้องกับสมการเกาส์-โคดัซซี ทฤษฎีบทพื้นฐานของทฤษฎีพื้นผิวจึงรับประกันว่ามีพื้นผิวแบบพารามิเตอร์ที่สามารถกู้คืนรูปแบบพื้นฐานอันดับแรกและอันดับสองที่กำหนดไว้ได้ ในระดับท้องถิ่น การกำหนดพารามิเตอร์นั้นมีพฤติกรรมที่ดี แต่หากขยายออกไปอย่างไม่จำกัด พื้นผิวที่ได้อาจมีจุดตัดกันเองและจุดแหลมคม อันที่จริง ทฤษฎีบทของฮิลเบิร์ตกล่าวว่าทรงกลมเทียมใดๆ ก็ไม่สามารถฝังลงในพื้นผิวได้อย่างสม่ำเสมอ (โดยประมาณ หมายความว่าไม่มีจุดแหลมคม)อาร์3{\displaystyle \mathbb {R} ^{3}}.

การกำหนดพารามิเตอร์

การกำหนดพารามิเตอร์σ:อาร์2อาร์3;(คุณ,วี)(x,y,z){\displaystyle \sigma :\mathbb {R} ^{2}\rightarrow \mathbb {R} ^{3};(u,v)\mapsto (x,y,z)} พร้อมพารามิเตอร์0<เอ<1{\displaystyle 0<a<1}ได้รับจาก

x=คุณ+2(1เอ2)ไม้กระบอง(เอคุณ)สินห์(เอคุณ)y=21เอ2ไม้กระบอง(เอคุณ)(1เอ2คอส(วี)คอส(1เอ2วี)บาป(วี)บาป(1เอ2วี))z=21เอ2ไม้กระบอง(เอคุณ)(1เอ2บาป(วี)คอส(1เอ2วี)+คอส(วี)บาป(1เอ2วี)){\displaystyle {\begin{aligned}x&{}=-u+{\frac {2\left(1-a^{2}\right)\cosh(au)\sinh(au)}{w}}\\\\y&{}={\frac {2{\sqrt {1-a^{2}}}\cosh(au)\left(-{\sqrt {1-a^{2}}}\cos(v)\cos \left({\sqrt {1-a^{2}}}v\right)-\sin(v)\sin \left({\sqrt {1-a^{2}}}v\right)\right)}{w}}\\\\z&{}={\frac {2{\sqrt {1-a^{2}}}\cosh(au)\left(-{\sqrt {1-a^{2}}}\sin(v)\cos \left({\sqrt {1-a^{2}}}v\right)+\cos(v)\sin \left({\sqrt {1-a^{2}}}v\right)\right)}{w}}\end{aligned}}}

ที่ไหน

=เอ((1เอ2)ไม้กระบอง2(เอคุณ)+เอ2บาป2(1เอ2วี)){\displaystyle w={a\left(\left(1-a^{2}\right)\cosh ^{2}(au)+a^{2}\,\sin ^{2}\left({\sqrt {1-a^{2}}}v\right)\right)}}
พื้นผิวระบายอากาศเมื่อเอ=25 และ 14คุณ<14{\displaystyle a={\frac {2}{5}}{\text{ และ }}-14\leq u<14} และ 37.4วี<37.4{\displaystyle {\text{ และ }}-37.4\leq v<37.4}

ดูเพิ่มเติม

  • Xah Lee Web - Surface Gallery
  • พื้นผิวระบายอากาศในพิพิธภัณฑ์คณิตศาสตร์เสมือนจริง
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Breather_surface&oldid=1354558086 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ พื้นผิวระบายอากาศ

ในเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์พื้นผิวหายใจ (breather surface)เป็นตระกูลพื้นผิวทางคณิตศาสตร์แบบพารามิเตอร์เดียว ซึ่งสอดคล้องกับคำตอบหายใจของสมการไซน์-กอร์ดอน (sine-Gordon equation)

พื้นฐานทางคณิตศาสตร์

มีความสัมพันธ์ระหว่างพื้นผิว ฝังตัว ที่ มีความโค้งคงที่ -1 ซึ่งเรียกว่าทรงกลมเทียม (pseudospheres) กับคำตอบของสมการไซน์-กอร์ดอน (sine-Gordon equation) ความสัมพันธ์นี้สามารถสร้างขึ้นได้โดยเริ่มจากตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของทรงกลมเทียม นั่นคือ แทร็กทรอยด์ (...

การกำหนดพารามิเตอร์

การกำหนดพารามิเตอร์ σ : อาร์ 2 → อาร์ 3 ; ( คุณ , วี ) ↦ ( x , y , z ) {\displaystyle \sigma :\mathbb {R} ^{2}\rightarrow \mathbb {R} ^{3};(u,v)\mapsto (x,y,z)} พร้อมพารามิเตอร์ 0 < เอ < 1 {\displaystyle 0<a<1} ได้รับจาก

ลิงก์ภายนอก

Xah Lee Web - Surface Gallery พื้นผิวระบายอากาศในพิพิธภัณฑ์คณิตศาสตร์เสมือนจริง ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Breather_surface&oldid=1354558086 "