超立方体在三维空间中的投影具有以下性质:(1)在三维空间中,这个六维空间在三维中的投影,三维中的投影会出现不同的形态,就是超立方体在不同投影角度下的三维形态,比如三维中的立方体,四维投影立方体对应超立方体,虽然对偶原理仅限于在射影几何中使用,而且低维空间中难以展现高维空间的所有信息。
为什么电视机做成方的而不做成圆的
电影比电视先发明,电影为最大程度利用胶片,画面肯定是方的。
发明电视后,1:由于大家习惯于方屏幕,所以电视也是方的。2:同样高度的屏幕,如果圆的,那么4角上和2个边部就没有画面了,大约只有长方形画面的一半,浪费资源。
不喜勿喷 因为我是在百度上搜的??
二维空间的封闭是圆,三维是球,那四维是什么
答:四维空间对应超体,其中球对应超球体,立方体对应超立方体。
人类大脑能模拟三维空间中的复杂模型,但是要模拟四维空间就非常难,主要原因还是四维空间包含的信息太多,人类大脑难以处理,而且低维空间中难以展现高维空间的所有信息。
对于四维空间,我们能做的理解方式就是类比,用低维类比高维,从而推断出高维空间具有的性质,为了表现四维空间中的规律,我们需要对其进行降维处理,我们一步一步来。
数学是非常好的工具,可以帮助我们处理一切维度,数学中降维方式之一就是“投影”,本质上投影就是一种函数变换,把高维物体的某些信息放到低维中展现。
一维投影
零维是点,点在N维空间中,就有N个变量来描述点的位置;一维是线,在数学中线是一组连续点坐标的集合,如果把一维的线投影到零维空间,就是一个点。
二维投影
二维是面,在数学中,二维是无穷根线组成的面,面在一维中的投影是线。
三维投影
三维是体,比如三维中的立方体,立方体在二维平面中的投影就比较复杂了,不同角度下的投影,会得到不同的形状,可以是矩形或者其他多边形。
如上图,无论在哪个角度,二维平面中的投影都只能是平面图形,每次投影得到的图形,只包含立方体的一部分信息;随着各个角度的变换,三维立方体的信息才会全部展现出来。
四维投影
立方体对应超立方体,球体对应超球体,但是我们无法想象四维空间中的事物;不过我们类比以上投影,可以推测出,超立方体在三维空间中的投影具有以下性质:
(1)在三维空间中,超立方体的投影表现为三维立体图形;
(2)随着投影角度的变化,三维中的投影会出现不同的形态;
(3)最简单的三维投影图是立方体;
要根据以上性质去想象超立方体是很难的,上图展示的,就是超立方体在不同投影角度下的三维形态。超立方体包含的信息量,远远高于三维中的立方体。
高维投影
人类无法想象高维事物,但是数学可以帮助我们理解高维事物的性质,比如著名的卡拉比-丘成桐空间,就是一个六维空间,这个六维空间在三维中的投影,可以用计算机模拟出来,如下图。
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有人说直线是半径无穷大的圆,这个理论对吗
答:在数学的某些场合中,这个说法是完全正确的,比如在射影几何当中,直线是半径无穷大的圆,以及平行线相交于无穷远处都是正确的描述,而射影几何属于欧式几何的一部分。
“直线是半径无穷大的圆”——这个描述表面上看起来似乎有些道理,但是总觉得哪不对,于是很多人首先会把这个说法当成错误的。
实际上,在射影几何当中,这个结论不仅是正确的,而且还变得相当重要,类似的描述还有“平行线相交于无穷远”。
在射影几何当中,有一个非常漂亮的原理——对偶原理,指在平面射影几何当中,我们把一个定理当中的对偶元素互换,相对应的性质也替换后,得到的命题依然成立;比如“点”和“直线”、“直线”和“平面”就是对偶元素。-球面投影
而“过两点只能做一条直线”和“两条线只能交于一点”就属于对偶的两个定理,对偶原理非常强大,对于射影几何中的任何定理,利用对偶原理之后都可以得到一个全新的定理,比如1640年法国数学家发现了著名的六边形定理:-球面投影
Pascal六边形定理:如果一个六边形内接于一条圆锥曲线,则该六边形的三对对边的交点共线。
然后在一百多年后的1806年,一位法国大学生布列安桑,发现了另外一个著名的六边形定理:
Brianchon六边形定理:如果一个六边形的六条边都和一条圆锥曲线相切,则该六边形的三对顶点的连线相交于一点。
如果我们不使用对偶原理,那么后一个六边形定理的证明将会变得十分复杂,一旦有了对偶原理,我们利用Pascal六边形定理得到后者只需要几分钟而已,这种数学原理之间的对称性相当美妙。
但是问题在于,我们在使用对偶原理时,必须接受“平行线相交于无穷远”这个描述,如果我们不承认这个描述,那么我们使用对偶原理时将会出现很多例外,一旦我们接受了这个描述,对偶原理将没有任何例外。
同样,关于“直线是半径无穷大的圆”,也是射影几何当中使用的正确描述,我们在使用对偶原理时也必须承认这个假设成立。
射影几何只是欧式平面几何的一部分,虽然对偶原理仅限于在射影几何中使用,但是对偶原理的思想在很多地方都有遇到,比如电磁学中的“电”和“磁”,电路分析当中的“并联”和“串联”、“电容”和“电抗”等等。
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