กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

ตำแหน่งที่ถูกตัด

ในเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์โลคัสตัดของจุดpบนแมนิโฟลด์คือการปิดของเซตของจุดอื่นๆ ทั้งหมดบนแมนิโฟลด์ที่เชื่อมต่อกับpด้วยจีโอเดสิกที่สั้นที่สุดที่แตกต่างกันสองเส้นขึ้นไปโดยทั่วไปแล้ว

ตำแหน่งที่ถูกตัด

เส้นทางจีโอเดสิกบนทรงรี (สีน้ำเงิน) จากจุดเดียว (สำหรับการปรับให้แบนราบf = 110 , ละติจูดφ 1 =เส้นละติจูด −30°เป็นส่วนหนึ่งของวงกลมละติจูดโดยวงกลมจีโอเดสิกแสดงด้วยสีเขียว และเส้นโค้งตัดแสดงด้วยสีแดง

ในเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์โลคัสตัดของจุดpบนแมนิโฟลด์คือการปิดของเซตของจุดอื่นๆ ทั้งหมดบนแมนิโฟลด์ที่เชื่อมต่อกับpด้วยจีโอเดสิกที่สั้นที่สุดที่แตกต่างกันสองเส้นขึ้นไป[ 1 ]โดยทั่วไปแล้ว โลคัสตัดของเซตปิดXบนแมนิโฟลด์คือการปิดของเซตของจุดอื่นๆ ทั้งหมดบนแมนิโฟลด์ที่เชื่อมต่อกับXด้วยจีโอเดสิกที่สั้นที่สุดที่แตกต่างกันสองเส้นขึ้นไป

ตัวอย่าง

เส้นตัด C(P) ของจุด P บนพื้นผิวของทรงกระบอก จุด Q บนเส้นตัดแสดงด้วยเส้นทางที่สั้นที่สุดสองเส้นที่แตกต่างกันซึ่งเชื่อมต่อจุด Q กับ P

ในระนาบยุคลิดจุดpจะมีเส้นโค้งตัดที่ว่างเปล่า เนื่องจากทุกจุดอื่นเชื่อมต่อกับpด้วยเส้นโค้งทางภูมิศาสตร์ที่ไม่ซ้ำกัน (ส่วนของเส้นตรงระหว่างจุดเหล่านั้น)

บนทรงกลมเส้นโค้งตัดของจุดหนึ่งๆ จะประกอบด้วยจุดตรงข้ามจุด เดียวที่ อยู่ตรงข้ามกับจุดนั้นในแนวเส้นผ่านศูนย์กลาง

บนทรงกระบอก ที่มีความยาวอนันต์ เส้นตัดของจุดหนึ่งจะประกอบด้วยเส้นตรงข้ามกับจุดนั้น

ให้Xเป็นขอบเขตของรูปหลายเหลี่ยม อย่างง่าย ในระนาบยุคลิด แล้วเส้นโค้งตัดของXภายในรูปหลายเหลี่ยมจะเป็นแกนกลาง ของรูปหลายเหลี่ยม นั้น จุดบนแกนกลางจะเป็นจุดศูนย์กลางของวงกลมที่สัมผัสกับขอบเขตของรูปหลายเหลี่ยมตั้งแต่สองจุดขึ้นไป ซึ่งสอดคล้องกับเส้นทางที่สั้นที่สุดตั้งแต่สองเส้นทางขึ้นไปไปยังจุดศูนย์กลางของวงกลม

ให้xเป็นจุดบนพื้นผิวของทรงหลายเหลี่ยมนูนPแล้วเส้นโค้งตัดของxบนพื้นผิวของทรงหลายเหลี่ยมนี้เรียกว่าต้นไม้สัน (ridge tree)ของPเทียบกับxต้นไม้สันนี้มีคุณสมบัติว่า การตัดพื้นผิวตามขอบของมันจะคลี่P ออก เป็นรูปหลายเหลี่ยมระนาบอย่างง่าย รูปหลายเหลี่ยมนี้สามารถมองได้ว่าเป็นโครงแบบสำหรับทรงหลายเหลี่ยม

คำจำกัดความอย่างเป็นทางการ

กำหนดจุดหนึ่งในแมนิโฟลด์รีมันน์ที่สมบูรณ์และพิจารณาปริภูมิสัมผัสเป็นผลลัพธ์มาตรฐานที่ว่าสำหรับค่า n ที่เล็กพอในเส้นโค้งที่กำหนดโดยแผนที่เอกซ์โพเนนเชียลรีมันน์สำหรับซึ่งอยู่ในช่วงเป็นจีโอเดสิกที่ลดค่าต่ำสุดและ เป็นจีโอเดสิกที่ลดค่าต่ำสุดเพียงเส้นเดียวที่เชื่อมต่อจุดปลายทั้งสอง ในที่นี้แทนแผนที่เอกซ์โพเนนเชียลจากตำแหน่งตัดของในปริภูมิสัมผัสถูกกำหนดให้เป็นเซตของเวกเตอร์ทั้งหมดในที่ เป็น จีโอ เดสิกที่ลดค่าต่ำสุดสำหรับแต่ไม่ลดค่าต่ำสุดสำหรับสำหรับทุกดังนั้น ตำแหน่งตัดในปริภูมิสัมผัสคือขอบเขตของเซต[ 2 ] โดยที่แทนเมตริกความยาวของและเป็นนอร์มยุคลิดของตำแหน่งตัดของในถูกกำหนดให้เป็นภาพของตำแหน่งตัดของในปริภูมิสัมผัสภายใต้แผนที่เอกซ์โพเนนเชียลที่ ดังนั้น เราอาจตีความตำแหน่งตัดของin ว่าเป็นจุดบนแมนิโฟลด์ที่เส้นจีโอเดสิกที่เริ่มต้นจากจุดนั้นหยุดเป็นเส้นที่ทำให้ค่าต่ำสุด

ระยะทางที่สั้นที่สุดจากpไปยังตำแหน่งตัดคือรัศมีของการฉีดที่pบนทรงกลมเปิดที่มีรัศมีนี้ แผนที่เอกซ์โพเนนเชียลที่pเป็นการแปลงแบบดิฟเฟอเรนเชียลจากปริภูมิสัมผัสไปยังแมนิโฟลด์ และนี่คือรัศมีที่ใหญ่ที่สุดดังกล่าว รัศมีของการฉีดทั่วโลกถูกกำหนดให้เป็นค่าต่ำสุดของรัศมีของการฉีดที่pเหนือทุกจุดของแมนิโฟลด์

ลักษณะเฉพาะ

สมมติว่าอยู่ในโลคัสตัดของในผลลัพธ์มาตรฐาน[ 3 ]คือ (1) มีจีโอเดสิกที่ลดขนาดลงมากกว่าหนึ่งเส้นที่เชื่อมต่อกับหรือ (2) และเป็นคู่กันตามจีโอเดสิกบางเส้นที่เชื่อมต่อกัน เป็นไปได้ที่ทั้ง (1) และ (2) จะเป็นจริง

แอปพลิเคชัน

ความสำคัญของเส้นตัดคือ ฟังก์ชันระยะทางจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งจะเรียบ ยกเว้นบนเส้นตัดของจุดนั้น เอง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การหา เกรเดียนต์และเฮสเซียนของฟังก์ชันระยะทางออกจากเส้นตัดนั้นสมเหตุสมผลแนวคิดนี้ถูกนำไปใช้ในทฤษฎีบทการเปรียบเทียบลาปลาเซียนเฉพาะที่และทฤษฎีบทการเปรียบเทียบเฮสเซียนเฉพาะที่ซึ่งใช้ในการพิสูจน์ทฤษฎีบทโทโปโนกอฟเวอร์ชัน เฉพาะที่ และทฤษฎีบทสำคัญอื่นๆ อีกมากมายในเรขาคณิตแบบรีมันน์

สำหรับปริภูมิเมตริกของระยะทางพื้นผิวบนทรงหลายเหลี่ยมนูน การตัดทรงหลายเหลี่ยมตามเส้นโค้งตัดจะสร้างรูปร่างที่สามารถคลี่ออกเป็นระนาบแบนได้ ซึ่งเรียกว่าการคลี่ออกของแหล่งกำเนิด[ 4 ]กระบวนการคลี่ออกสามารถดำเนินการได้อย่างต่อเนื่อง เหมือนกับการเบ่งบานของทรงหลายเหลี่ยม[ 5 ]วิธีการที่คล้ายกันของการตัดตามเส้นโค้งตัดสามารถใช้เพื่อคลี่ออกทรงหลายเหลี่ยมนูนที่มีมิติสูงกว่าได้เช่นกัน[ 6 ]

ตำแหน่งตัดของเซตย่อย

เราสามารถกำหนดตำแหน่งรอยตัดของส่วนย่อยของแมนิโฟลด์แบบรีมันน์ได้โดยใช้แผนที่เอกซ์โปเนนเชียลปกติของมันเช่นกัน

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cut_locus&oldid=1327439539 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ตำแหน่งที่ถูกตัด

ในเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์โลคัสตัดของจุดpบนแมนิโฟลด์คือการปิดของเซตของจุดอื่นๆ ทั้งหมดบนแมนิโฟลด์ที่เชื่อมต่อกับpด้วยจีโอเดสิกที่สั้นที่สุดที่แตกต่างกันสองเส้นขึ้นไปโดยทั่วไปแล้ว

ตัวอย่าง

ใน ระนาบยุคลิด จุด p จะมีเส้นโค้งตัดที่ว่างเปล่า เนื่องจากทุกจุดอื่นเชื่อมต่อกับ p ด้วยเส้นโค้งทางภูมิศาสตร์ที่ไม่ซ้ำกัน (ส่วนของเส้นตรงระหว่างจุดเหล่านั้น)

คำจำกัดความอย่างเป็นทางการ

กำหนดจุดหนึ่งในแมนิโฟลด์รีมันน์ ที่สมบูรณ์ และพิจารณา ปริภูมิสัมผัส เป็นผลลัพธ์มาตรฐานที่ว่าสำหรับค่า n ที่เล็กพอในเส้นโค้งที่กำหนดโดย แผนที่เอกซ์โพเนนเชียลรีมันน์ สำหรับซึ่งอยู่ในช่วงเป็น จีโอเดสิกที่ลดค่าต่ำสุด และ...

ลักษณะเฉพาะ

สมมติว่าอยู่ในโลคัสตัดของในผลลัพธ์มาตรฐาน [ 3 ] คือ (1) มีจีโอเดสิกที่ลดขนาดลงมากกว่าหนึ่งเส้นที่เชื่อมต่อกับหรือ (2) และเป็น คู่ กันตามจีโอเดสิกบางเส้นที่เชื่อมต่อกัน เป็นไปได้ที่ทั้ง (1) และ (2) จะเป็นจริง q {\displaystyle q} พี {\displaystyle p} เอ็ม...