กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 11 นาที

เซตนูน

ใน ทางเรขาคณิต เซต ของจุด จะเรียกว่า เซต แบบนูนได้ก็ต่อ เมื่อเซตนั้นประกอบด้วย ส่วนของเส้นตรง ทุกเส้น ระหว่างจุดสองจุดในเซต [ 1 ] [ 2 ] ตัวอย่างเช่น ลูกบาศก์ทึบ เป็น เซตแบบนูน...

เซตนูน

ภาพประกอบแสดงเซตแบบนูนที่มีรูปร่างคล้ายวงกลมที่บิดเบี้ยว ส่วนของเส้นตรงที่เชื่อมจุดxและyอยู่ภายในเซตโดยสมบูรณ์ ซึ่งแสดงด้วยสีเขียว เนื่องจากเป็นจริงสำหรับตำแหน่งใดๆ ก็ตามของจุดสองจุดภายในเซต ดังนั้นเซตนี้จึงเป็นเซตแบบนูน
ภาพประกอบแสดงเซตที่ไม่นูน เส้นตรงที่เชื่อมจุดxและyยื่นออกไปนอกเซตบางส่วน (แสดงด้วยสีแดง) และจุดตัดระหว่างเซตกับเส้นตรงเกิดขึ้นในสองจุด (แสดงด้วยสีดำ)

ในทางเรขาคณิตเซตของจุดจะเรียกว่า เซต แบบนูนได้ก็ต่อเมื่อเซตนั้นประกอบด้วยส่วนของเส้นตรง ทุกเส้น ระหว่างจุดสองจุดในเซต[ 1 ] [ 2 ] ตัวอย่างเช่น ลูกบาศก์ทึบเป็นเซตแบบนูน แต่สิ่งใดก็ตามที่เป็นโพรงหรือมีรอยบุ๋ม เช่น รูปทรง พระจันทร์เสี้ยวจะไม่เป็นเซตแบบนูน

ขอบของเซตแบบนูนในระนาบจะเป็นเส้นโค้งแบบนูน เสมอ จุดตัดของเซตแบบนูนทั้งหมดที่บรรจุเซตย่อยA ที่กำหนดให้ ในปริภูมิยุคลิด เรียกว่าส่วนนูนหุ้มของAซึ่งเป็นเซตแบบนูนที่เล็กที่สุดที่บรรจุAไว้

ฟังก์ชันนูน (Convex function)คือฟังก์ชันค่าจริงที่กำหนดบนช่วงหนึ่งโดยมีคุณสมบัติว่าเอพิกราฟ (เซตของจุดที่อยู่บนหรือเหนือกราฟของฟังก์ชัน) เป็นเซตนูน การหาค่าต่ำสุดของ ฟังก์ชันนูน (Convex minimization)เป็นสาขาย่อยของการหาค่าเหมาะสม ที่สุด (optimization ) ที่ศึกษาปัญหาการหาค่าต่ำสุดของฟังก์ชันนูนบนเซตนูน สาขาของคณิตศาสตร์ที่อุทิศให้กับการศึกษาคุณสมบัติของเซตนูนและฟังก์ชันนูนเรียกว่าการวิเคราะห์ฟังก์ชันนูน (Convex analysis )

ปริภูมิที่กำหนดเซตแบบนูน ได้แก่ปริภูมิ ยุคลิดปริภูมิเชิงเส้นบนจำนวนจริงและเรขาคณิตที่ไม่ใช่ยุคลิด บางประเภท

คำจำกัดความ

ฟังก์ชันจะเป็นฟังก์ชันนูนก็ต่อเมื่อเอพิกราฟ ของฟังก์ชันนั้น ซึ่ง เป็นบริเวณ (สีเขียว) เหนือกราฟ (สีน้ำเงิน) ของฟังก์ชันนั้น เป็นเซตแบบนูน

ให้Sเป็นปริภูมิเวกเตอร์หรือปริภูมิเชิงเส้นบนจำนวนจริงหรือโดยทั่วไปแล้วบนฟิลด์เรียงลำดับ บางฟิลด์ (ซึ่งรวมถึงปริภูมิยุคลิดซึ่งเป็นปริภูมิเชิงเส้น) เซตย่อยCของSเป็นเซตเว้า ถ้าสำหรับทุกxและyในC ส่วนของเส้นตรงที่เชื่อมระหว่างxและyนั้นรวมอยู่ในCด้วย

ซึ่งหมายความว่าการรวมเชิงเส้น(1 − t ) x + tyอยู่ในCสำหรับทุกx,yในCและtในช่วง[0, 1]ซึ่งหมายความว่าความนูนไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การแปลงเชิงเส้น [ 3 ] นอกจากนี้ยังหมายความว่าเซตแบบนูนในปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอโลยีจริงหรือเชิงซ้อน เชื่อมต่อกันด้วยเส้นทาง (และดังนั้นจึงเชื่อมต่อกัน ด้วย )

เซตCคือนูนอย่างเคร่งครัด ก็ต่อ เมื่อสำหรับทุกxและyในCทุกจุดบนส่วนของเส้นตรงที่เชื่อมxและyนอกเหนือจากจุดปลายจะอยู่ภายในส่วนภายในเชิงโทโพโลยีของCเซตย่อยนูนปิดเป็นเซตย่อยนูนอย่างเคร่งครัดก็ต่อเมื่อทุกจุดขอบเป็นจุดสุดขั้ว [ 4 ]

เซตCเป็นเซตแบบนูนสัมบูรณ์ ถ้า เซต นั้นเป็นเซตแบบนูนและสมดุล

ตัวอย่าง

เซตย่อยนูนของR (เซตของจำนวนจริง) คือช่วงและจุดของRตัวอย่างของเซตย่อยนูนในระนาบยุคลิดได้แก่รูปหลายเหลี่ยมด้านเท่า สามเหลี่ยมด้านเท่า และจุดตัดของสามเหลี่ยมด้านเท่า ตัวอย่างของเซตย่อยนูนใน ปริภูมิ ยุคลิด 3 มิติได้แก่ทรงหลายเหลี่ยมอาร์คิมีเดียนและทรงหลายเหลี่ยมเพลโต ทรงหลายเหลี่ยมเคปเลอร์-ปวงโซต์เป็นตัวอย่างของเซตที่ไม่นูน

เซตที่ไม่นูน

เซตที่ไม่นูนเรียกว่าเซตที่ไม่นูนรูปหลายเหลี่ยมที่ไม่ใช่รูปหลายเหลี่ยมนูนบางครั้งเรียกว่ารูปหลายเหลี่ยมเว้า [ 5 ] และบางแหล่งข้อมูลโดยทั่วไปใช้คำว่าเซตเว้าเพื่อหมายถึงเซตที่ไม่นูน[ 6 ]แต่ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่ห้ามใช้คำนี้[ 7 ] [ 8 ]

ส่วนเติมเต็มของเซตแบบนูน เช่นเอพิกราฟของฟังก์ชันแบบเว้าบางครั้งเรียกว่าเซตแบบนูนกลับโดยเฉพาะในบริบทของ การเพิ่มประสิทธิภาพ ทางคณิตศาสตร์[ 9 ]

คุณสมบัติ

กำหนดให้มีจุดr จุด u 1 , ..., u rในเซตเว้าSและจำนวนไม่เป็นลบr จำนวน λ 1 , ..., λ rโดยที่λ 1 + ... + λ r = 1การรวมเชิงเส้น (affine combination ) ของจุดเหล่า นี้อยู่ในเซต Sเนื่องจากนิยามของเซตเว้าคือกรณีที่r = 2คุณสมบัตินี้จึงบ่งบอกลักษณะของเซตเว้าได้

การรวมกันเชิงเส้นแบบนี้เรียกว่าการรวมกันแบบนูนของu 1 , ..., u r ส่วน นูนหุ้มของเซตย่อยSในปริภูมิเวกเตอร์จริงนั้น นิยามว่าคือจุดตัดของเซตแบบนูนทั้งหมดที่บรรจุSกล่าวโดยละเอียดแล้ว ส่วนนูนหุ้มคือเซตของการรวมกันแบบนูนทั้งหมดของจุดในSโดยเฉพาะอย่างยิ่ง นี่คือเซตแบบนูน

โพลีโทปนูน (ที่มีขอบเขต)คือส่วนนูนของเซตย่อยจำกัดในปริภูมิยุคลิดR n บาง ส่วน

จุดตัดและจุดบรรจบ

การรวบรวมเซตย่อยนูนของปริภูมิเวกเตอร์ ปริภูมิแอฟฟิน หรือปริภูมิยูคลิด มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: [ 10 ] [ 11 ]

  1. เซตว่างและปริภูมิทั้งหมดเป็นเซตแบบนูน
  2. จุดตัดของกลุ่มเซตแบบนูนใดๆ ก็ตาม จะเป็นเซตแบบนูนเช่นกัน
  3. การรวมกันของเซตแบบนูนหลายๆ เซตจะได้เซตแบบนูนก็ต่อเมื่อเซตเหล่านั้นก่อตัวเป็นสายโซ่ (เซตที่มีลำดับสมบูรณ์) ภายใต้การรวม สำหรับคุณสมบัตินี้ ข้อจำกัดที่ว่ามีเฉพาะสายโซ่นั้นมีความสำคัญ เนื่องจากผลรวมของเซตแบบนูนสองเซตไม่จำเป็นต้องเป็นเซตแบบนูนเสมอไป

เซตแบบนูนปิด

เซตเว้า ปิดคือ เซตเว้าที่ประกอบด้วยจุดลิมิต ทั้งหมดของมัน สามารถอธิบายได้ว่าเป็นจุดตัดของครึ่งพื้นที่ปิด (เซตของจุดในอวกาศที่อยู่บนและด้านใดด้านหนึ่งของระนาบไฮเปอร์ )

จากสิ่งที่กล่าวมาข้างต้น เป็นที่ชัดเจนว่าจุดตัดดังกล่าวเป็นจุดนูน และจะเป็นเซตปิดด้วย ในการพิสูจน์บทกลับ กล่าวคือ เซตปิดนูนทุกเซตสามารถแสดงได้ในรูปจุดตัดดังกล่าว จำเป็นต้องใช้ทฤษฎีบทระนาบรองรับในรูปแบบที่ว่า สำหรับเซตปิดนูนC ที่กำหนดให้ และจุดPที่อยู่นอกเซตนั้น จะมีครึ่งพื้นที่ปิดHที่บรรจุCแต่ไม่บรรจุPทฤษฎีบทระนาบรองรับเป็นกรณีพิเศษของทฤษฎีบทฮาห์น-บานาคในการ วิเคราะห์เชิงฟังก์ชัน

หน้าของเซตแบบนูน

หน้าของเซตแบบนูนคือเซตย่อยแบบนูนของ เซต แบบนูน โดยที่เมื่อใดก็ตามที่จุดใน เซต แบบนูนอยู่ระหว่างจุดสองจุดและในเซต แบบ นูน จุด และทั้งสองจุดจะต้องอยู่ในเซตแบบนูน[ 12 ]หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ สำหรับเซตแบบนูนใดๆและจำนวนจริงใดๆที่เซตแบบนูนอยู่ในเซตแบบ นูน จุด และ เซตว่าง จะต้องอยู่ในเซต แบบ นูน ตามคำนิยามนี้เซตแบบนูนเองและเซตว่างเป็นหน้าของเซตแบบนูน ซึ่งบางครั้งเรียกว่าหน้าของเซต แบบ นูนจุดสุดขั้วของเซตแบบนูนคือจุดที่เป็นหน้าของเซตแบบนูน

ให้เป็นเซตแบบนูนในที่เป็นเซตกระชับ (หรือเทียบเท่ากับเซตปิดและมีขอบเขต ) แล้วจะเป็นขอบนูนของจุดสุดขั้ว[ 13 ]โดยทั่วไปแล้ว เซตแบบนูนกระชับแต่ละเซตในปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอโลยีแบบนูนเฉพาะที่ จะเป็นขอบนูนปิดของจุดสุดขั้ว ( ทฤษฎีบท Krein–Milman )

ตัวอย่างเช่น:

  • รูปสามเหลี่ยมในระนาบ (รวมถึงบริเวณภายใน) เป็นเซตแบบนูนและกระชับ หน้าที่ไม่ใช่หน้าว่างของมันคือจุดยอดทั้งสามและขอบทั้งสาม (ดังนั้นจุดสุดขั้วจึงมีเพียงจุดยอดทั้งสามเท่านั้น)
  • ด้านที่ไม่ใช่ด้านธรรมดาเพียงด้านเดียวของวงกลมหน่วยปิด คือจุดสุดขั้วของมัน ซึ่งก็คือจุดบนวงกลมหน่วย

เซตแบบนูนและสี่เหลี่ยมผืนผ้า

ให้Cเป็นทรงนูนในระนาบ (เซตนูนที่มีภายในไม่ว่างเปล่า) เราสามารถวาดสี่เหลี่ยมผืนผ้าrในCได้ โดยที่ สำเนา โฮโมเทติก R ของ r ล้อมรอบCอัตราส่วนโฮโมเทติกบวกมีค่าไม่เกิน 2 และ: [ 14 ]

แผนภาพ Blaschke-Santaló

เซต ของวัตถุนูนระนาบทั้งหมดสามารถกำหนดพารามิเตอร์ได้โดยใช้เส้นผ่านศูนย์กลาง ของวัตถุนูน Dรัศมีวงในr (วงกลมที่ใหญ่ที่สุดที่บรรจุอยู่ในวัตถุนูน) และรัศมีวงนอกR (วงกลมที่เล็กที่สุดที่บรรจุวัตถุนูน) ในความเป็นจริง เซตนี้สามารถอธิบายได้ด้วยเซตของอสมการที่กำหนดโดย[ 15 ] [ 16 ] และสามารถมองเห็นได้เป็นภาพของฟังก์ชันgที่แมปวัตถุนูนไปยัง จุด R 2ที่กำหนดโดย ( r / R , D /2 ​​R ) ภาพของฟังก์ชันนี้เรียกว่าแผนภาพ Blachke-Santaló ( r , D , R ) [ 16 ]

แผนภาพ Blaschke-Santaló ( r , D , R ) สำหรับทรงนูนระนาบแทนส่วนของเส้นตรงสามเหลี่ยมด้านเท่า สามเหลี่ยมเรอโลและวงกลมหน่วย ตามลำดับ

อีกทางเลือกหนึ่ง เซต ยังสามารถกำหนดพารามิเตอร์ได้ด้วยความกว้าง (ระยะทางที่เล็กที่สุดระหว่างไฮเปอร์เพลนสนับสนุนขนานที่แตกต่างกันสองอัน) เส้นรอบวง และพื้นที่[ 15 ] [ 16 ]

คุณสมบัติอื่นๆ

ให้Xเป็นปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอโลยี และเป็นปริภูมิเว้า

  • และทั้งคู่เป็นเซตแบบนูน (กล่าวคือ ส่วนปิดและส่วนภายในของเซตแบบนูนเป็นเซตแบบนูน)
  • ถ้าเช่นนั้น(ที่ไหน)
  • ถ้าเช่นนั้น:
    • , และ
    • โดยที่คือ ส่วน ภายในเชิงพีชคณิตของC

ขอบเขตนูนและผลรวมมินคอฟสกี

เปลือกนูน

เซตย่อย Aทุกเซตในปริภูมิเวกเตอร์นั้นบรรจุอยู่ในเซตเว้าที่เล็กที่สุด (เรียกว่าเปลือกเว้าของA ) ซึ่งก็คือจุดตัดของเซตเว้าทั้งหมดที่บรรจุAตัวดำเนินการเปลือกเว้า Conv() มีคุณสมบัติเฉพาะของตัวดำเนินการปิด :

  • ขยายได้ : S  ⊆ Conv( S ) ,
  • ไม่ลดลง : S  ⊆  Tหมายความว่า Conv( S ) ⊆ Conv( T )และ
  • idempotent : Conv(Conv( S )) = Conv( S ) .

การดำเนินการ convex-hull จำเป็นสำหรับเซตของเซตแบบนูนเพื่อสร้างแลตทิซโดยที่ การดำเนินการ " รวม "คือ convex hull ของการรวมกันของเซตแบบนูนสองเซต การตัดกันของกลุ่มเซตแบบนูนใดๆ ก็ตามก็เป็นเซตแบบนูนเช่นกัน ดังนั้นเซตย่อยแบบนูนของปริภูมิเวกเตอร์ (จำนวนจริงหรือจำนวนเชิงซ้อน) จึงก่อให้เกิด แลตทิซที่ สมบูรณ์

การเพิ่มเติมของมินโกวสกี้

แสดงสี่เหลี่ยมจัตุรัสสามรูปในควadrant ที่ไม่เป็นลบของระนาบพิกัดคาร์ทีเซียน สี่เหลี่ยมจัตุรัส Q1 = [0, 1] × [0, 1] เป็นสีเขียว สี่เหลี่ยมจัตุรัส Q2 = [1, 2] × [1, 2] เป็นสีน้ำตาล และตั้งอยู่ภายในสี่เหลี่ยมจัตุรัสสีฟ้าอมเขียว Q1+Q2=[1,3]×[1,3]
การบวกแบบมินคอฟสกีของเซตผลรวมของกำลังสอง Q 1 =[0,1] 2และ Q 2 =[1,2] 2คือกำลังสอง Q 1 +Q 2 =[1,3] 2

ในปริภูมิเวกเตอร์จริงผลรวมมินคอฟสกีของเซตสองเซต (ที่ไม่ว่างเปล่า) S 1และS 2ถูกกำหนดให้เป็นเซตS 1  +  S 2ที่เกิดจากการบวกเวกเตอร์แบบทีละสมาชิกจากเซตของตัวบวก โดยทั่วไปแล้วผลรวมมินคอฟสกีของกลุ่มเซตจำกัด (ที่ไม่ว่างเปล่า) S nคือเซตที่เกิดจากการบวกเวกเตอร์แบบทีละสมาชิก

สำหรับการบวกแบบมินคอฟสกีเซตศูนย์ {0} ที่ประกอบด้วย เวกเตอร์ศูนย์ 0เท่านั้นมีความสำคัญเป็นพิเศษ : สำหรับเซตย่อยที่ไม่ว่าง S ทุกเซตของปริภูมิเวกเตอร์ ในศัพท์พีชคณิต{0}คือองค์ประกอบเอกลักษณ์ของการบวกแบบมินคอฟสกี (บนชุดของเซตที่ไม่ว่าง) [ 17 ]

ขอบเขตนูนของผลรวมมินคอฟสกี

การบวกแบบมินคอฟสกีนั้นมีประสิทธิภาพดีเมื่อพิจารณาถึงการดำเนินการหาขอบนูน ดังแสดงในข้อเสนอต่อไปนี้:

ให้S 1และS 2เป็นเซตย่อยของปริภูมิเวกเตอร์จริง ส่วนนูน ของ ผลรวมมินคอฟสกีของเซตทั้งสองนี้ คือ ผลรวมมินคอฟสกีของส่วนนูนของเซตทั้งสองนั้น

ผลลัพธ์นี้ใช้ได้โดยทั่วไปกับกลุ่มเซตที่ไม่ว่างเปล่าจำนวนจำกัดทุกกลุ่ม:

ในศัพท์ทางคณิตศาสตร์การดำเนินการของการรวม Minkowski และการสร้างส่วนนูนเป็นการดำเนินการสลับกันได้[ 18 ] [ 19 ]

ผลรวมมินคอฟสกีของเซตแบบนูน

ผลรวมมินคอฟสกี้ของเซตแบบนูนกระชับสองเซตนั้นเป็นเซตแบบนูนกระชับ ผลรวมของเซตแบบนูนกระชับและเซตแบบนูนปิดนั้นเป็นเซตแบบปิด[ 20 ]

ทฤษฎีบทที่มีชื่อเสียงต่อไปนี้ ซึ่งพิสูจน์โดย Dieudonné ในปี 1966 ให้เงื่อนไขที่เพียงพอสำหรับผลต่างของเซตย่อยนูนปิดสองเซตที่จะเป็นเซตปิด[ 21 ]มันใช้แนวคิดของกรวยถดถอยของเซตย่อยนูนที่ไม่ว่างเปล่าSซึ่งกำหนดเป็น: โดยที่เซตนี้เป็นกรวยนูนที่บรรจุและสอดคล้องกับ โปรดทราบว่าถ้าSเป็นเซตปิดและนูนแล้วจะเป็นเซตปิดและสำหรับทุก

ทฤษฎีบท (ดีเออโดเน่) ให้AและBเป็นเซตย่อยที่ไม่ว่าง ปิด และนูนของปริภูมิเวกเตอร์เชิงทอพอโลยีแบบนูนเฉพาะที่ โดยที่เป็นปริภูมิย่อยเชิงเส้น ถ้าAหรือBเป็นเซตกระชับเฉพาะที่แล้วA  −  Bเป็นเซตปิด

การสรุปและการขยายความทั่วไปสำหรับความนูน

แนวคิดเรื่องความนูนในปริภูมิยูคลิดสามารถขยายความได้โดยการปรับเปลี่ยนนิยามในบางแง่มุม ชื่อเรียกทั่วไปว่า "ความนูนแบบทั่วไป" นั้นใช้กันเพราะวัตถุที่ได้ยังคงคุณสมบัติบางอย่างของเซตแบบนูนไว้

ชุดนูนรูปดาว (รูปดาว)

ให้Cเป็นเซตในปริภูมิเวกเตอร์จำนวนจริงหรือจำนวนเชิงซ้อนCเป็น เซต แบบดาวนูน (รูปดาว)ถ้ามีx₀ในCที่ทำให้ส่วนของเส้นตรงจากx₀ไปยังจุดy ใดๆ ในCบรรจุอยู่ในC ด้วย ดังนั้น เซตแบบนูนที่ไม่ว่าง เปล่า จะเป็นเซตแบบดาวนูนเสมอ แต่เซตแบบดาวนูนไม่จำเป็นต้อง เป็นเซตแบบนูนเสมอไป

ความนูนเชิงตั้งฉาก

ตัวอย่างหนึ่งของความนูนทั่วไปคือความนูนเชิงตั้งฉาก[ 22 ]

เซตSในปริภูมิยุคลิดเรียกว่าเซตแบบนูนเชิงตั้งฉากหรือเซตแบบนูนเชิงตั้งฉากถ้าส่วนของเส้นตรงใดๆ ที่ขนานกับแกนพิกัดใดๆ ที่เชื่อมต่อจุดสองจุดในเซตSนั้นอยู่ภายในเซต S ทั้งหมด การพิสูจน์ว่าจุดตัดของกลุ่มเซตแบบนูนเชิงตั้งฉากใดๆ ก็ตาม ก็จะได้เซตแบบนูนเชิงตั้งฉากเช่นกันนั้นทำได้ง่าย นอกจากนี้ คุณสมบัติอื่นๆ ของเซตแบบนูนก็ยังคงใช้ได้อยู่ด้วย

เรขาคณิตนอกยุคลิด

นิยามของเซตแบบนูนและเปลือกนูนสามารถขยายไปสู่เรขาคณิตที่ไม่ใช่แบบยุคลิดได้อย่างเป็นธรรมชาติ โดยการกำหนดให้เซตแบบนูนตามเส้นทางจี โอเดสิก คือเซตที่ประกอบด้วยเส้นทางจีโอเดสิกที่เชื่อมจุดสองจุดใดๆ ในเซตนั้น

โทโพโลยีลำดับ

ความนูนสามารถขยายได้สำหรับ เซต X ที่เรียงลำดับอย่างสมบูรณ์ ซึ่งมีโทโพโลยีลำดับ[ 23 ]

ให้YXเซตย่อยYเป็นเซตแบบนูนก็ต่อเมื่อสำหรับจุดคู่ใด ๆa , bในYที่abช่วง[ a , b ] = { xX | axb }บรรจุอยู่ในYกล่าวคือYเป็นเซตแบบนูนก็ต่อเมื่อสำหรับทุกa , bในY a bหมายความว่า [ a , b ] Y

โดยทั่วไปแล้ว เซตแบบนูนจะไม่เชื่อมต่อกัน ตัวอย่างค้านคือปริภูมิย่อย {1,2,3} ในZซึ่งเป็นทั้งเซตแบบนูนและไม่เชื่อมต่อกัน

พื้นที่นูน

แนวคิดเรื่องความนูนสามารถขยายไปใช้กับวัตถุอื่นๆ ได้ หากเลือกคุณสมบัติบางประการของความนูนมาเป็น สัจพจน์

เมื่อกำหนดเซตX แล้ว ความนูนเหนือXคือชุด𝒞ของเซตย่อยของXที่สอดคล้องกับสัจพจน์ต่อไปนี้: [ 10 ] [ 11 ] [ 24 ]

  1. เซตว่างและXอยู่ใน𝒞
  2. จุดตัดของกลุ่มใดๆ จาก𝒞 จะอยู่ใน𝒞
  3. การรวมกันของสายโซ่ (โดยสัมพันธ์กับการรวม ) ขององค์ประกอบของ𝒞 อยู่ใน𝒞

สมาชิกของ𝒞เรียกว่าเซตแบบนูน และคู่( X , 𝒞 )เรียกว่าปริภูมิความนูนสำหรับความนูนแบบธรรมดา สัจพจน์สองข้อแรกเป็นจริง และสัจพจน์ข้อที่สามเป็นเรื่องที่ไม่สำคัญ

สำหรับคำจำกัดความอื่นของความนูนเชิงนามธรรม ซึ่งเหมาะสมกับเรขาคณิตแบบไม่ต่อเนื่อง มากกว่า โปรดดูเรขาคณิตนูนที่เกี่ยวข้องกับแอนติแมทรอยด์

พื้นที่นูน

ความนูนสามารถสรุปได้เป็นโครงสร้างพีชคณิตเชิงนามธรรม: ปริภูมิจะนูนก็ต่อเมื่อสามารถนำจุดต่างๆ มาประกอบกันเป็นแบบนูนได้

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Convex_set&oldid=1345622657#Non-convex_set "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เซตนูน

ใน ทางเรขาคณิต เซต ของจุด จะเรียกว่า เซต แบบนูนได้ก็ต่อ เมื่อเซตนั้นประกอบด้วย ส่วนของเส้นตรง ทุกเส้น ระหว่างจุดสองจุดในเซต [ 1 ] [ 2 ] ตัวอย่างเช่น ลูกบาศก์ทึบ เป็น เซตแบบนูน...

คำจำกัดความ

ให้ S เป็น ปริภูมิเวกเตอร์ หรือ ปริภูมิเชิงเส้น บน จำนวนจริง หรือโดยทั่วไปแล้วบน ฟิลด์เรียงลำดับ บางฟิลด์ (ซึ่งรวมถึงปริภูมิยุคลิดซึ่งเป็นปริภูมิเชิงเส้น) เซตย่อย C ของ S เป็นเซตเว้า ถ้าสำหรับทุก x และ y ใน C ส่วนของเส้นตรง ที่เชื่อมระหว่าง x และ y...

ตัวอย่าง

เซตย่อย นูนของ R (เซตของจำนวนจริง) คือช่วงและจุดของ R ตัวอย่างของเซตย่อยนูนใน ระนาบยุคลิด ได้แก่ รูปหลายเหลี่ยมด้าน เท่า สามเหลี่ยมด้านเท่า และจุดตัดของสามเหลี่ยมด้านเท่า ตัวอย่างของเซตย่อยนูนใน ปริภูมิ ยุคลิด 3 มิติ ได้แก่ ทรงหลายเหลี่ยมอาร์คิมีเดียน และ...

เซตที่ไม่นูน

เซตที่ไม่นูนเรียกว่าเซต ที่ไม่นูน รูปหลายเหลี่ยม ที่ไม่ใช่ รูปหลายเหลี่ยมนูน บางครั้งเรียกว่า รูปหลายเหลี่ยมเว้า [ 5 ] และ บางแหล่งข้อมูลโดยทั่วไปใช้คำว่า เซตเว้า เพื่อหมายถึงเซตที่ไม่นูน [ 6 ] แต่ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่ห้ามใช้คำนี้ [ 7 ] [ 8 ]