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數(shù)學(xué)心

第二百零四章 若爾當(dāng)曲線定理(拓?fù)鋵W(xué))

數(shù)學(xué)心 蔡澤禹 839 2020-07-13 06:58:14

  一個封閉的曲線把平面分成了內(nèi)部和外部。

  當(dāng)這個封閉的曲線是圓圈的時候,顯而易見能看出哪個是外部,哪個是內(nèi)部。

  而當(dāng)這個封閉的曲線是復(fù)雜的情況下,就很難直接看出來,哪里是外部,哪里是內(nèi)部了。

  若爾當(dāng)曲線定理關(guān)于平面上簡單閉曲線性質(zhì)的一個經(jīng)典結(jié)果.在歐氏平面Rz上,任意一條簡單(即自身不相交)閉曲線J把平面分成兩部分,使得在同一部分的任意兩點,可用一條不與J相交的弧相連;在不同部分的兩點若要相連,則連結(jié)的弧必須與J相交.這就是著名的若爾當(dāng)曲線定理.

  他提出了證明,但是這個證明特別繁雜,后來直到1905年,維布倫(Veblen,0.)才第一次給出了一個正確的證明.

  若爾當(dāng)曲線定理證起來之所以困難,究其原因還是對于什么是簡單閉曲線這個概念不明確。

  用現(xiàn)代的語言,稱一個與圓周S’同胚的拓?fù)淇臻g為一條若爾當(dāng)曲線。

  于是若爾當(dāng)曲線定理可正式地表達(dá)為:平面R'-中的每一條若爾當(dāng)曲線J把RZ分為兩個以J為公共邊界的區(qū)域,其中區(qū)域指的是連通開子集。

  這個事情可以延伸到,一個封閉的曲面把空間分成了內(nèi)部和外部。

  一個簡單的球殼,容易看出哪里是內(nèi)部,哪里是外部,但是這個球殼變換成復(fù)雜的形狀的時候,就難以區(qū)分了。

  這個也可以借鑒若爾當(dāng)定理。

  當(dāng)一個高維球殼把高維空間分成內(nèi)外兩個部分的時候,也弄用若爾當(dāng)定理進(jìn)行推廣嗎?

  那么一個高維系統(tǒng),內(nèi)外兩個部分是什么意思?如果找到高維球殼對系統(tǒng)分成“內(nèi)”與“外”兩個部分呢?這個內(nèi)外的意義是什么呢?

  多個事件,看做一個高維空間系統(tǒng),對此系統(tǒng)內(nèi)的多種因素分成多個維度,一個事件形成一個復(fù)雜的高維的面,如何找內(nèi)外,這個內(nèi)外是什么意思?如何表達(dá)?能用矩陣的思想嗎?

  如何能夠把復(fù)雜的系統(tǒng)的內(nèi)外兩個部分,用一種符號或者圖形的方式來表達(dá)呢?

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