Шаблон:Test transclude/npc infobox below/old/test
Тривиальный узел (или незаузлённый узел, англ. unknot) — геометрический узел, объемлюще-изотопный стандартному вложению окружности в трёхмерную сферу, а также объемлюще-изотопический класс такого геометрического узла. Под окружностью здесь подразумевается подмножество евклидовой плоскости, а под стандартным вложением окружности в трёхмерную сферу – вложение , где или любое аналогичное отображение, отправляющее плоскость в одну из координатных плоскостей трёхмерного пространства.[1] Эквивалентно можно определить тривиальный узел как геометрический узел, который продолжается до гладкого вложения двумерного диска в трёхмерную сферу, а также объемлюще-изотопический класс такого геометрического узла. Иными словами, любой геометрический узел, для которого существует гладко вложенный в трёхмерную сферу двумерный диск, границей которого является этот геометрический узел, называется тривиальным узлом и все тривиальные узлы являются объемлюще-изотопными.[2] Узел, не являющийся тривиальным, принято называть нетривиальным узлом.[3] Тривиальный узел играет существенную роль в различных задачах теории узлов и обладает рядом уникальных свойств. Свойства[править | править код]Комбинаторные свойства[править | править код]
Доказательство Пусть – геометрический узел, причем . Если узел допускает диаграмму без перекрёстков, то, по определению, существует такая гиперплоскость в , проекция множества на которую является простой замкнутой кривой, лежащей в этой гиперплоскости. Зафиксируем и обозначим через произвольное вложение окружности в трёхмерную сферу, такое что совпадает с этой кривой, лежащей в гиперплоскости. Кривая , как кривая в , объемлюще-изотопна простой замкнутой кривой по построению. Не умаляя общности можно считать, что упомянутая выше гиперплоскость является, например, координатной -плоскостью в . Известно[5], что любые две простые замкнутые кривые в плоскости объемлюще-изотопны друг другу как кривые в плоскости, то есть кривая объемлюще-изотопна стандартному вложению окружности в -плоскость. Объемлющую изотопию -плоскости можно продолжить до изотопии всей трёхмерной сферы тождественно по третьей координате, а потому кривая и стандартное вложение окружности в трёхмерную сферу объемлюще-изотопны как кривые в . Тогда по транзитивности геометрический узел объемлюще-изотопен стандартному вложению окружности в трёхмерную сферу, а значит тривиален. Алгебраические свойства[править | править код]
Простота тривиального узла[править | править код]
Эквивалентная переформулировка теоремы о простоте тривиального узла вносит ясность в устройство моноида узлов, а именно, утверждает, что ни один нетривиальный элемент этого моноида не имеет обратного. Этот элементарный, но нетривиальный результат имеет несколько независимых доказательств. Топологические свойства[править | править код]
Геометрические свойства[править | править код]
Алгоритмическое распознавание тривиального узла[править | править код]Классический вопрос алгоритмической теории узлов — задача распознавания тривиального узла. Задача состоит в том, чтобы создать алгоритм, который по поданной на вход диаграмме узла выводил бы ответ, является ли данный узел тривиальным. Существует ряд алгоритмов, решающих эту задачу, однако основной вопрос на данный момент остаётся открытым, а именно, существует ли полиномиальный алгоритм распознавания тривиального узла. Стоит отметить, что диаграммы тривиального узла могут быть очень сложными как к визуальному, так и к машинному распознаванию. Классическим примером «трудной» диаграммы тривиального узла является так называемый «Гордиев узел Хакена». Числа развязывания[править | править код]С тривиальным узлом связан ряд инвариантов, обобщённо называемых числа развязывания. Исторически первым подобным инвариантом было классическое число развязывания узла, то есть минимальное количество применений преобразования переключения перекрёстков, необходимое для превращения данного узла в тривиальный. Несколько позже, с развитием теории преобразований узлов, появились соответствующие инварианты и для других преобразований, например, число H(2)-развязываний или число Δ-развязываний.[7][8] Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В теории узлов трилистник[1] — простейший нетривиальный узел. Трилистник можно получить, соединив 2 свободных конца обычного простого узла, в результате чего получаем заузленное кольцо. Как простейший узел, трилистник является фундаментальным объектом при изучении математической теории узлов, которая имеет многообразные приложения в топологии, геометрии, физике, химии и иллюзионизме. Описания[править | править код]Трилистник можно определить как кривую, которая получается из следующих параметрических уравнений: (2,3)-торический узел является трилистником. Следующие параметрические уравнения задают (2,3)-торический узел на торе : Любая непрерывная деформация этой кривой также считается трилистником. В частности, любая изотопная трилистнику кривая также считается трилистником. Кроме того, зеркальное отражение трилистника также считается трилистником. В топологии и теории узлов трилистник обычно задаётся с помощью диаграммы. В алгебраической геометрии трилистник можно получить как пересечение в C2 единичной 3-сферы S3 с комплексной плоской кривой нулей комплексного многочлена z2 + w3 (полукубическая парабола). Если один конец ленты повернуть 3 раза, а затем склеить с другим концом, получим трилистник[2]. Симметрия[править | править код]Трилистник хирален в том смысле, что трилистник отличается от своего собственного зеркального отражения. Два варианта трилистника известны как левосторонний и правосторонний. Невозможно путём деформации левосторонний вариант непрерывным образом перевести в правосторонний или наоборот, то есть, эти два трилистника не изотопны. Хотя трилистник хирален, он обратим, что означает, что нет разницы в каком направлении трилистник обходится — по часовой стрелке или против. Нетривиальность[править | править код]Трилистник нетривиален, что означает, что невозможно «развязать» трилистник в трёхмерном пространстве без разрезания. С математической точки зрения это означает, что трилистник не изотопен тривиальному узлу. В частности, не существует последовательности движений Рейдемейстера, с помощью которых узел развязывается. Доказательство этого требует построения инварианта узла, который отличен от инварианта тривиального узла. Простейший такой инвариант — трёхцветная раскраска — трилистник позволяет трёхцветную раскраску, а тривиальный узел — нет. Кроме того, любой основной многочлен узла трилистника отличается от многочлена тривиального узла, как и большинство других инвариантов. Классификация[править | править код]В теории узлов трилистник является первым нетривиальным узлом и единственным узлом с числом пересечений три. Он является простым и перечислен с под номером 31 в нотации Александера-Бриггса. Нотация Даукера[англ.] для трилистника — 4 6 2, а нотация Конвея трилистника — [3]. Трилистник можно описать как (2,3)-торический узел. Можно получить этот узел путём замыкания косы σ13. Трилистник является альтернированным узлом. Однако, он не является срезанным узлом, что означает, что он не ограничивает 2-мерный диск на 4-мерной сфере. Чтобы это показать, следует заметить, что его сигнатура[англ.] ненулевая. Другое доказательство — многочлен Александера не удовлетворяет условию Фокса — Милнора. Трилистник является расслоенный, что означает, что его дополнение?! в является локально тривиальным расслоением над окружностью . В модели трилистника как множества пар комплексных чисел, таких что и , это локально тривиальное расслоение имеет отображение Милнора[англ.] в качестве расслоения[англ.], а тор с выколотой точкой в качестве поверхности расслоения. Инварианты[править | править код]Многочлен Александера трилистника есть а многочлен Кауфмана трилистника — Группа узла трилистника задаётся представлением или эквивалентно[4], Эта группа изоморфна группе кос с тремя нитями. Трилистники в религии и культуре[править | править код]В качестве простейшего нетривиального узла, трилистник является частым мотивом в иконографии и изобразительном искусстве.
Присутствует на современных последних норвежских монетах Харальда Хардроде (1047—1066), для которых этот тройной узел стал наиболее типичным изображением, как правило, заполнявшим поле аверса.[5] Присутствует на западноевропейских монетах, происходящих с каролингских монетных дворов и, особенно, из архиепископских мастерских в Андернахе, Кёльне, Гюи или Страсбурге (531), мотив тройного узла с большой долей вероятности можно считать исключительно символом Святой Троицы.[5] Присутствет на дохристианских монетах в Йорке и Хедебю, и на надгробных камнях VIII—IX вв. на острове Готланд.[5] См. также[править | править код]Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
Ссылки[править | править код]
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В теории узлов узел «Лапчатка», известный также как печать Соломона или пятилистник, — это один из двух узлов с числом пересечений пять, другой узел — трижды скрученный узел. Узел перечислен как узел 51 в записи Александера-Бриггса[англ.] и может быть также описан как (5,2)-торический узел. Лапчатка является замкнутой версией двойного узла[англ.]. Лапчатка является простым узлом, его число закрученности равно 5 и он является обратимым, но он не амфихирален[1]. Его многочлен Александера равен
многочлен Конвея равен
а его многочлен Джонса равен
Удивительно, но это те же самые полиномы Александера, Конвея и Джонса, что и у узла 10132[3]. Однако многочлен Кауфмана может быть использован для различения этих двух узлов. Название «лапчатка» узел получил по аналогии с пятилепестковым цветком лапчатка. См. также[править | править код]Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
Документация
Шаблон автоматически включает статьи в категорию в категорию «Незавершённые статьи по математике».
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Зацепление Хопфа — простейшее нетривиальное зацепление с двумя и более компонентами[1], состоит из двух окружностей, зацеплённых однократно[2] и названо по имени Хайнца Хопфа[3]. Геометрическое представление[править | править код]Конкретная модель состоит из двух единичных окружностей в перпендикулярных плоскостях, таких что каждая проходит через центр другой[2]. Эта модель минимизирует длину верёвки[англ.] (длина верёвки — инвариант теории узлов) зацепления и до 2002 года зацепление Хопфа являлось единственным, у которого длина верёвки была известна [4]. Выпуклая оболочка этих двух окружностей образует тело, называемое олоидом[5]. Свойства[править | править код]В зависимости от относительной ориентации[англ.] двух компонент коэффициент зацепления Хопфа равен ±1[6]. Зацепления Хопфа является (2,2)-торическим зацеплением[7] с описывающим словом[8] . Дополнение зацепления Хопфа — , цилиндр над тором[9]. Это пространство имеет локально евклидову геометрию, так что зацепление Хопфа не является гиперболическим. Группа узлов зацепления Хопфа (фундаментальная группа его дополнения) — это (свободная абелева группа на двух генераторах) и она отличает зацепление Хопфа от двух незацеплённых окружностей, которым соответствует свободная группа на двух генераторах[10]. Зацепление Хопфа не может быть раскрашено в три цвета. Это непосредственно следует из факта, что зацепление можно раскрасить лишь в два цвета, что противоречит второй части определения раскраски. В каждом пересечении будет максимум 2 цвета, так что при раскраске мы нарушим требование иметь 1 или 3 цвета в каждом пересечении, либо нарушим требование иметь более 1 цвета. Расслоение Хопфа[править | править код]Расслоение Хопфа — это непрерывное отображение из 3-сферы (трёхмерная поверхность в четырёхмерном евклидовом пространстве) в более привычную 2-сферу, такое, что прообраз каждой точки на 2-сфере является окружностью. Таким образом получается разложение 3-сферы на непрерывное семейство окружностей и каждые две различных окружности из этого семейства образуют зацепление Хопфа. Этот факт и побудил Хопфа заняться изучением зацеплений Хопфа — поскольку любые два слоя зацеплены, расслоение Хопфа является нетривиальным расслоением[англ.]. С этого началось изучение гомотопических групп сфер[11]. История[править | править код]Зацепление названо именем тополога Хайнца Хопфа, исследовавшего его в 1931 году в работе по расслоению Хопфа[12]. Однако такое зацепление использовал ещё Гаусс[3], а вне математики оно встречалось задолго до этого, например, в качестве герба японской буддийской секты Бузан-ха[англ.], основанной в XVI столетии. См. также[править | править код]
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
Ссылки[править | править код]
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
У́зел Соломóна (лат. sigillum Salomonis) — это общее имя для традиционного декоративного украшения, используемого с древних времён и найденного во многих культурах. Вопреки названию, это, с точки зрения теории узлов, зацепление, а не узел. Структура[править | править код]Узел Соломона состоит из двух замкнутых петель, которые дважды переплетены. Другими словами, в плоском виде узел Соломона имеет четыре скрещивания, в которых две петли чередующимся образом проходят под (или над) друг другом (в отличие от двух скрещиваний, в более простом зацеплении Хопфа). В большинстве художественных изображений части петель, которые проходят снизу (или сверху) друг от друга, образуют центральный квадрат, а продолжения петель выступают в четырёх направлениях. Эти выступы могут быть овальными, квадратными, треугольными, или могут завершаться фигурами произвольной формы, такими как листья, мечи, крылья. Распространение[править | править код]Узел Соломона часто встречается в мозаиках Древнего Рима, обычно в виде двух переплетённых овалов. В национальном парке Сепфориса (Израиль) узел Соломона выложен в виде каменной мозаики на древней синагоге. В отделе археологии Национального музея Ирландии (Дублин, Ирландская республика) выставлен Крест Конга[англ.], относящийся к двенадцатому столетию. В отличие от тщательной отделки всего креста, на нём видны два очень маленьких узла Соломона в простой форме, расположенных по обеим сторонам кварцевого кристалла. По преданию, в центре этого креста под кварцевым кристаллом находится пустота, в которой когда-то находилась щепка от «Животворящего Креста», на котором по преданию был распят Иисус Христос. На Ближнем Востоке узел Соломона является исламской традицией. Он появляется над дверным проходом в начале двенадцатого столетия в мечетях и медресе в Каире. Два варианта узла Соломона найдены на недавно раскопанной мозаике в Ятте (Yattir) в Иордании. К востоку узел был воткан в древний среднеазиатский молитвенный коврик. К западу узел Соломона появляется в Мусульманской Испании, и он сияет в стеклянном окне конца двадцатого столетия мечети в США. В Британском музее (Лондон, Англия) есть египетский коран четырнадцатого столетия с узлом Соломона на обложке. Музей Фаулера Культурной Истории Университета Калифорнии (Лос-Анджелес, США) содержит большую африканскую коллекцию, включающую стеклянные бусы девятнадцатого столетия народа йоруба и маски, украшенные узлами Соломона. Здание Мавзолея Мира (еврейское кладбище, Лос-Анджелес, Калифорния, США) содержит изображения узла Соломона на каменных и бетонных барельефах, созданных в 1934 году. В Греческом Православном Соборе Святой Софии («Византийский район» Лос-Анджелеса, Калифорния, США) имеется икона из оливкового дерева (Epitaphios — похороны Христа) с узлами Соломона, вырезанными в каждом углу. В университетской библиотеке Пауэла (Лос-Анджелес, Калифорния, США) потолочные балки в главном читальном зале покрыты узлами Соломона. Построенный в 1926 читальный зал также имеет Купол Мудрости, по краям которого расположены узлы Соломона. В орнаменте южносахалинской сибири и у курильских айнов.[1] В вышивке Тверской, Владимирской, Тамбовской, Воронежской губерний встречается мотив в виде двух скрещенных овалов, обнаружен он и на орнаментированных предметах из славянских курганов XII—XIII вв., на металлическом чекане из Биляра, датируемом началом II тысячелетия и. э. Примечательно, что мотив этот имеется и в чувашской вышивке[2] и аналогичен булгарским перстням.[источник не указан 1237 дней]. В монографическом исследовании узоров народной вышивки Г. С. Масловой свастика считается свойственной крестьянской культуре всего Русского Севера.[3] В яргических знаках кельтских узоров.[4] На браслете в санкт петербургских курганах, как элемент восточной орнаментации(узел счастья), проникший из Золотой Орды.[5] Во второй половине XIX в. появляются труды А. И. Махно и М. Квитко, где приводятся изображения четырёхногой ярги на образцах ткачества и вышивки южнорусских крестьянок.[6] В работах о женской одежде Поднепровья культуры средневековья восточных славян и новгородских крестах.[7] Является символом «kramo bone» в адинкре. Встречается на деревянных предметах в Новгороде.[8] Название[править | править код]На латинском языке конфигурация известна под названием sigillum Salomonis, что буквально означает «печать Соломона». Название ассоциируется с библейским правителем Соломоном, известным своим умом и знаниями (а по некоторым легендам и магической силой). На английский, да и на русский, название обычно переводится как «узел Соломона», поскольку «печать царя Соломона» имеет другие значения (либо Звезда Давида, либо пентаграмма). При изучении древних мозаик узел Соломона часто упоминается как «гильош» или «двойной узел», а узел Соломона в центре декоративного узора из четырёх закруглённых дуг известен как «свастика пельта» (pelta — латинское название щита). Среди других названий, употребляемых сейчас: «Основной узел» (Foundation Knot) относится к плетению и является основой многих кельтских мотивов и используется в США при вязании и плетении макраме. «Имболо» (Imbolo) относится к узлу на тканях народа Куба в Конго.[9] Символизм[править | править код]Узел использовался во многих культурах и исторических эрах и ему можно дать ряд интерпретаций. Поскольку нет видимого начала и конца, он может представлять бессмертие и вечность — как это делает более сложный буддистский бесконечный узел. Поскольку узел выглядит как сплетение двух фигур, его иногда интерпретируют как Узел Влюблённых, хотя это имя также употребляется для другого узла[англ.]. Ввиду связи с религией узел иногда понимается как символ веры, но, в то же время, он появляется во многих местах как мирской символ авторитета, важности, красоты. Узел Соломона появляется на могильных камнях и мавзолеев еврейских кладбищ и в катакомбах многих наций. В этом контексте узел Соломона интерпретируется как символ вечности. Некоторые пытаются связать узел с Соломоном, переводя еврейское слово פקעים, которое упомянуто в Библии. Однако, в более принятом переводе это слово означает «орнамент в виде тыквы». В Африке узел Соломона найден на тканях, расшитых стеклянным бисером. Когда узел появляется в этой культуре, он часто означает королевский статус, так что он используется в коронах, мантиях и других церемониальных объектах. В Африке узел также найден на вельвете касаи, сотканной из волокна пальм рафия одежды народа куба. Они приписывают узлу мистический смысл, как и народ акан в Западной Африке, которые печатают узел на святой одежде Адинкра. В Латвии, когда узел Соломона используется на текстиле или металлических изделиях, он ассоциируется со временем, движением и могуществом древних языческих богов. В современной науке некоторые версии стилизованных обозначений атома (электронные орбиты) являются вариантами узла Соломона. Логотипом программного обеспечения Joomla! является узел Соломона. См. также[править | править код]Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
Seeing Solomon’s Knot, With Photographs by Joel Lipton, Lois Rose Rose, Los Angeles, 2005 (официальный сайт https://web.archive.org/web/20160310205443/http://stoneandscott.com/solomonsknot.asp). Несколько археологических отчётов, книг по искусству, профессиональных руководств, музейных каталогов, аукционных каталогов, путеводителей и религиозных документов, в которых обсуждается рисунок узла Соломона:
Ссылки[править | править код]
|