对于空间内其他任意一点,我们从原点向它做一条直线,并在末尾处画上一个指向该点的箭头,这样一来,我们便得到了一个向量。在三维空间内,我们以自身所处的位置作为原点,用“上”“左”“前”来表示方向。......
2023-11-22
空间的维度表明了为了表示空间内的点,我们采用的坐标系包含的坐标轴数量。我们在有些情况下会使用极坐标系(上图),其中的某些轴代表角度,但我们更常使用的还是直角坐标系(右图)。
1.多维度看全
我们在学校学的几何主要都是二维平面空间内的几何。欧几里得《几何原本》中的公理、定理,也大都是以此为背景的。在二维空间内,任意两点间的最短距离,就是用直尺在它们之间画出的直线距离。
我们还可以通过增添一个维度,将二维空间扩展为三维空间,尽管三维空间不太好画。我们可以对空间内的点进行定义,并以某种方式计算两点间的直线距离。
实数用来表示被定义为一维欧几里得空间的一条线上的点。其中,给定线上两点a与b,它们之间的距离就是a-b和b-a中的非负项。
通过取一条线与其自身的积,我们可以构造出一个二维欧几里得空间。在每一点上再作一条这样的线,结果是,我们得到一个像无数棉线编织而成的无限延展的平面。
2.关键点梳理
通过类似的方法,我们还可以构造出三维、四维甚至更高维度的欧几里得空间。空间内的点形成向量集合,这些向量共同构成一个标量为实数的向量空间。
我们再定义一个特殊的距离函数,其通过模拟我们对直线距离的直观概念,将空间内任意一对点映射到一个实数上。这个函数被称作欧几里得度量,我们在对每个欧几里得空间进行定义时,都需要定义这个空间的欧几里得度量。
参考阅读//(www.chuimin.cn)
No. 1 公理、定理和证明,第6页
No. 26 实数,第56页
No. 57 向量,第118页
No. 60 流形,第124页
No. 76 维度,第156页
3.一分钟记忆
欧几里得空间内的点形成向量集合,这些向量构成一个标量为实数的向量空间。我们可以用一种直观自然的方法来测量两点间的距离。
欧几里得空间是大多数几何体的基础,在它之外,还存在着其他种类的几何空间。
有关2页纸图解数学 : 以极聪明的方式,让你三步读懂数学的文章
对于空间内其他任意一点,我们从原点向它做一条直线,并在末尾处画上一个指向该点的箭头,这样一来,我们便得到了一个向量。在三维空间内,我们以自身所处的位置作为原点,用“上”“左”“前”来表示方向。......
2023-11-22
三角形在三维空间内的等价物是四面体。我们可以将单纯复形看作是对它所处的空间进行三角剖分,即将其分割为最简单的部分。单纯形的要点在于它们十分简单,且单纯复形可以被分解为单纯形,因此为了更好地掌握一个空间,我们可以对它进行三角剖分,这是现代几何学与拓扑学的一个基本工具。对空间进行三角剖分,可以为我们带来一个全新的、更侧重拓扑意义的视角。......
2023-11-22
一些人认为,它们证实了微积分的力量;而另一些人认为,这些事物表明了微积分这门学科的内在逻辑还存在许多漏洞。哲学家们还在持续进行着争论,而数学家们已经欣然接受了病态函数的存在。许多病态函数的图像都和这个图像类似,呈分形。如果一个病态函数导致一个矛盾出现,整个理论就会被推翻。......
2023-11-22
举例来讲,我们可以将几何课本中所讲的二维空间视为一条线与另一条线相乘的结果,而想要得到我们所处的三维空间,我们只需将二维空间再“乘以”一条线。参考阅读//No. 7集合论,第18页No. 35 抽象代数,第74页No. 59 欧几里得空间,第122页3.一分钟记忆不是只有数才可以作乘法,积的观点可以被推广到任意两个集合之间。......
2023-11-22
19世纪90年代,大卫·希尔伯特证明出一个结果,它被称为“零点定理”,这个定理用精准的术语对这一对应关系做了探讨。这就是零点定理的核心,也是代数几何成立的条件。和代数拓扑类似,代数几何的核心在于,我们已经对环的性质有了许多了解,所以把簇“翻译”成环的语言处理,要比直接处理更方便。零点定理为代数几何的建立提供了基本词典。......
2023-11-22
事实上,康托尔找到了一个可以构造出许多不同大小的无穷的方法,正好解决了我们的问题。而有了一般性的对角线论证后,我们可以证明,这一点对于无穷集合同样成立。通过不断对一个无穷集取幂集,我们可以得到一个更大无穷集的无穷序列:无穷基数。......
2023-11-22
而在1995年,乔治·托卡斯基找到了直面墙房间也会有没被照亮的地方的例子,虽然没被照亮的地方缩小为一个点,但看起来确实和普通的房间不太一样。参考阅读//No. 15 科拉茨猜想,第34页右图:在乔治·托卡斯基房间内,将一个点光源放在房间内任意一处,会有一点且只有这一点没被照亮。......
2023-11-22
靠近那个点的元素——我们这时引入一个度量标准——可以被这一点吸引或排斥,与之对应地,我们称这一点为汇点或源点。在这个迭代里,0是不动点,且是汇点,因为它把附近的数字都“吸引”过去了。参考阅读//No. 7 集合论,第18页No. 9 映射,第22页No. 15 科拉茨猜想,第34页No. 74 度量空间,第152页No. 90 布劳威尔不动点定理,第184页No. 91 混沌理论,第186页右图:许多工业生产过程都会将同一个步骤不断进行迭代。......
2023-11-22
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