กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

การผ่าตัดแยกออกเป็นแผนภาพออร์โธสเคม

การคาดเดา/การผ่าทางเรขาคณิต/เรขาคณิตหลายมิติ/ปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขในเรขาคณิต

ในทางเรขาคณิต มีข้อสันนิษฐาน ที่ยังแก้ไม่ตก ของHugo Hadwigerว่าซิมเพล็กซ์ ทุกอัน สามารถแบ่งออกเป็นออร์โธสคีมได้...

การผ่าตัดแยกออกเป็นแผนภาพออร์โธสเคม

ปัญหาที่ยังแก้ไม่ได้ในวิชาคณิตศาสตร์
ซิมเพล็กซ์ทุกอันสามารถแยกออกเป็นออร์โธสกีมจำนวนจำกัดได้หรือไม่?

ในทางเรขาคณิต มีข้อสันนิษฐาน ที่ยังแก้ไม่ตก ของHugo Hadwigerว่าซิมเพล็กซ์ ทุกอัน สามารถแบ่งออกเป็นออร์โธสคีมได้ โดยใช้ออร์โธสคีมจำนวนหนึ่งซึ่งจำกัดด้วยฟังก์ชันของมิติของซิมเพล็กซ์[ 1 ]ถ้าเป็นจริง โดยทั่วไปแล้วโพลีโทปนูน ทุกอัน ก็สามารถแบ่งออกเป็นออร์โธสคีมได้เช่นกัน

คำจำกัดความและข้อความ

ในบริบทนี้ ซิมเพล็กซ์ใน{\displaystyle d}ปริภูมิยูคลิดมิติ - คือส่วนนูนของ+1{\displaystyle d+1}จุดต่างๆ ที่ไม่ได้อยู่บนระนาบ เดียวกันทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ซิมเพล็กซ์ 2 มิติ คือรูปสามเหลี่ยม (ส่วนนูนที่เกิดจากจุดสามจุดบนระนาบ) และซิมเพล็กซ์ 3 มิติ คือทรงสี่เหลี่ยมหน้าจั่ว (ส่วนนูนที่เกิดจากจุดสี่จุดในปริภูมิสามมิติ) จุดที่ประกอบกันเป็นซิ ม เพล็กซ์ ในลักษณะนี้เรียกว่าจุดยอดของซิมเพล็กซ์นั้น

ออร์โธสคีม หรือที่เรียกว่าซิมเพล็กซ์เส้นทาง เป็นซิมเพล็กซ์ชนิดพิเศษ ในออร์โธสคีมนี้ จุดยอดสามารถเชื่อมต่อกันด้วยเส้นทางโดยที่ขอบสองขอบใดๆ ในเส้นทางนั้นจะต้องตั้งฉากกัน ออร์โธสคีมสองมิติคือรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก ส่วนออร์โธสคีมสามมิติสามารถสร้างได้จากลูกบาศก์โดยการหาเส้นทางของขอบสามด้านของลูกบาศก์ที่ไม่วางอยู่บนหน้าสี่เหลี่ยมจัตุรัสเดียวกันทั้งหมด และสร้างส่วนนูนของจุดยอดทั้งสี่บนเส้นทางนั้น

การแบ่งลูกบาศก์ออกเป็นหกภาพตั้งฉาก

การวิเคราะห์รูปทรงเอส{\displaystyle S}(ซึ่งอาจเป็นเซตปิด ใดๆ ในปริภูมิยุคลิด) คือการแทนของเอส{\displaystyle S}เป็นการรวมกันของรูปทรงอื่นๆ ที่ส่วนภายในไม่ทับซ้อนกันกล่าวคือ โดยสัญชาตญาณแล้ว รูปทรงในการรวมกันจะไม่ทับซ้อนกัน แม้ว่าอาจจะมีจุดร่วมกันบนขอบเขตก็ตาม ตัวอย่างเช่นลูกบาศก์สามารถแบ่งออกเป็น 6 ออร์โธสคีมาสามมิติ ผลลัพธ์ที่คล้ายกันนี้สามารถนำไปใช้ได้โดยทั่วไป: ทุกไฮเปอร์คิวบ์หรือไฮเปอร์เรคแทงเกิลใน{\displaystyle d}มิติสามารถแบ่งย่อยได้เป็น!{\displaystyle d!}แผนภาพออร์โธสเคม

ข้อสันนิษฐานของ Hadwiger คือมีฟังก์ชันอยู่เอฟ{\displaystyle f}โดยที่ทุกๆ{\displaystyle d}ซิมเพล็กซ์มิติ - สามารถแยกย่อยได้มากที่สุดเป็นเอฟ(){\displaystyle f(d)}ออร์โธสคีมส์ ฮาดวิเกอร์ตั้งปัญหานี้ขึ้นในปี พ.ศ. 2499 [ 2 ]โดยทั่วไปปัญหานี้ยังคงไม่ได้รับการแก้ไข แม้ว่าในกรณีพิเศษสำหรับค่าเล็กๆ ของ{\displaystyle d}เป็นที่ทราบกันดี[ 1 ]

ในขนาดเล็ก

เส้นความสูงจากมุมแหลมอาจไม่สามารถแบ่งสามเหลี่ยมออกเป็นสองส่วนได้ แต่เส้นความสูงจากมุมที่กว้างที่สุดจะแบ่งสามเหลี่ยมนั้นออกเป็นสองสามเหลี่ยมมุมฉากเสมอ

ในสองมิติ สามเหลี่ยมทุกรูปสามารถแบ่งออกเป็นสามเหลี่ยมมุมฉากได้มากที่สุดสองรูป โดยการลากเส้นความสูงจากมุมที่กว้างที่สุดไปยังขอบที่ยาวที่สุด[ 2 ]

ในสามมิติ รูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าบางรูปสามารถแบ่งออกได้ในลักษณะเดียวกัน โดยการลากเส้นความสูงตั้งฉากจากจุดยอดวี{\displaystyle v}ในระดับหนึ่งพี{\displaystyle p}ในด้านตรงข้ามที่เชื่อมต่อกันพี{\displaystyle p}ตั้งฉากกับด้านข้างของใบหน้า และใช้เส้นทางตั้งฉากสามขอบผ่านวี{\displaystyle v}และพี{\displaystyle p}ไปยังด้านข้างแล้วไปยังจุดยอดของหน้า[ 2 ]อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่ได้ผลเสมอไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าบางทรงที่ไม่มีจุดยอดใดมีความสูงที่มีฐานอยู่ภายในหน้าตรงข้ามLenhard (1960)ได้พิสูจน์โดยใช้การสร้างที่ซับซ้อนกว่าว่าทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าทุกทรงสามารถแบ่งออกเป็นออร์โธสคีมได้มากที่สุด 12 ออร์โธสคีม[ 3 ] Böhm (1980)ได้พิสูจน์ว่านี่คือค่าที่เหมาะสมที่สุด: มีทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าที่ไม่สามารถแบ่งออกเป็นออร์โธสคีมได้น้อยกว่า 12 ออร์โธสคีม[ 4 ]ในเอกสารเดียวกัน Böhm ยังได้ขยายผลลัพธ์ของ Lenhard ไปสู่เรขาคณิตทรงกลม สามมิติและ เรขาคณิตไฮเปอร์โบลิกสามมิติด้วย

ในสี่มิติ จำเป็นต้องใช้ออร์โธสคีมอย่างมากที่สุด 500 แบบ[ 5 ]ในห้ามิติ จำเป็นต้องใช้ออร์โธสคีมจำนวนจำกัดอีกครั้ง โดยประมาณจำกัดไว้ที่อย่างมากที่สุด 12.5 ล้านแบบ ทั้งนี้ใช้ได้กับเรขาคณิตทรงกลมและเรขาคณิตไฮเปอร์โบลิก เช่นเดียวกับเรขาคณิตยุคลิด[ 6 ]

ข้อสันนิษฐานของ Hadwiger ยังไม่ได้รับการพิสูจน์สำหรับมิติทั้งหมดที่มากกว่าห้า[ 1 ]

ผลที่ตามมา

โพลีโทปนูนทุกอันสามารถแบ่งออกเป็นซิมเพล็กซ์ได้ ดังนั้น หากสมมติฐานของ Hadwiger เป็นจริง โพลีโทปนูนทุกอันก็จะสามารถแบ่งออกเป็นออร์โธสคีมได้เช่นกัน[ 6 ]

ผลลัพธ์ที่เกี่ยวข้องอีกประการหนึ่งคือ แผนภาพออร์โธสคีมาทุกอันสามารถแยกย่อยออกเป็น...ได้{\displaystyle d}หรือ+1{\displaystyle d+1}ออร์โธสคีมที่เล็กกว่า[ 7 ] [ 8 ]ดังนั้น สำหรับซิมเพล็กซ์ที่สามารถแบ่งย่อยเป็นออร์โธสคีมได้ การแบ่งส่วนของซิมเพล็กซ์เหล่านั้นสามารถมีจำนวนออร์โธสคีมมากเท่าใดก็ได้

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Dissection_into_orthoschemes&oldid=1329655970 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การผ่าตัดแยกออกเป็นแผนภาพออร์โธสเคม

ในทางเรขาคณิต มีข้อสันนิษฐาน ที่ยังแก้ไม่ตก ของHugo Hadwigerว่าซิมเพล็กซ์ ทุกอัน สามารถแบ่งออกเป็นออร์โธสคีมได้...

คำจำกัดความและข้อความ

ในบริบทนี้ ซิมเพล็กซ์ใน ง {\displaystyle d} ปริภูมิยูคลิด มิติ - คือส่วน นูน ของ ง + 1 {\displaystyle d+1} จุดต่างๆ ที่ไม่ได้อยู่บน ระนาบ เดียวกันทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ซิมเพล็กซ์ 2 มิติ คือรูป สามเหลี่ยม (ส่วนนูนที่เกิดจากจุดสามจุดบนระนาบ) และซิมเพล็กซ์ 3 มิติ...

ในขนาดเล็ก

ในสองมิติ สามเหลี่ยมทุกรูปสามารถแบ่งออกเป็นสามเหลี่ยมมุมฉากได้มากที่สุดสองรูป โดยการลากเส้น ความสูง จากมุมที่กว้างที่สุดไปยังขอบที่ยาวที่สุด [ 2 ]

ผลที่ตามมา

โพลีโทปนูน ทุกอันสามารถแบ่งออกเป็นซิมเพล็กซ์ได้ ดังนั้น หากสมมติฐานของ Hadwiger เป็นจริง โพลีโทปนูนทุกอันก็จะสามารถแบ่งออกเป็นออร์โธสคีมได้เช่นกัน [ 6 ]