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克萊因四次曲線


FunnyCurve

考慮平面四次曲線 X 由下式定義

 x^3y+y^3z+z^3x=0,

這裡使用了齊次座標,因此 z 可以被視為一個引數(上面的圖顯示了曲線在 z-2 和 2 之間的一些值時的情形),在一個特徵為 3 的上。Hartshorne (1977, p. 305) 稱之為“有趣的曲線”,因為它是非奇異的,每個點都是拐點,並且對偶曲線 X^*X 同構,但是自然對映 X->X^* 是純不可分的。

Klein quartic
KleinQuarticCurve

復射影座標中的曲面(Levy 1999, p. ix; 左圖),以及由以下方程確定的理想曲面

 x^3y+y^3+x=0

(Thurston 1999, p. 3; 右圖)更恰當地被稱為克萊因四次曲面或克萊因曲線。它具有恆定的零高斯曲率

克萊因 (1879; 1999 年重印的譯本) 發現這個曲面具有許多非凡的性質,包括在允許映象反射時令人難以置信的 336 倍對稱性(Levy 1999, p. ix; Thurston 1999, p. 2),後來發現這個數字是其型別曲線的最大可能值(Hurwitz 1893; Karcher and Weber 1999, p. 9)。克萊因透過模群的分式線性變換獲得了這個方程,其係數是整數,並且模 7 簡化為單位元(Levy 1999, p. ix)。

KleinQuarticToroid

抽象曲面無法在三維空間中精確渲染,但在拓撲上,克萊因四次曲線是一個三孔環面(Thurston 1999, pp. 1 和 4)。2008 年,該曲面被渲染成一個在有理座標上具有 24 個平面七邊形的環形體(McCooey 2009, Szilassi Lajos, 私人通訊,2009 年 1 月 22 日)。

KleinQuarticHyperbolicTiling

克萊因四次曲線可以被視為柏拉圖立體概念到雙曲七邊形鑲嵌的擴充套件,如上圖所示(Coxeter 1956; Thurston 1999, p. 7; Wolfram 2002, p. 1050)。在鑲嵌中,第 n 個“環”中的七邊形數量驚人地等於 7F_n,其中 F_n 是一個斐波那契數(Thurston 1999, p. 5)。

The Eightfold Way, by Helaman Ferguson

該曲面已被 Helaman Ferguson 用大理石和蛇紋石雕刻出來,並於 1993 年 11 月 14 日在伯克利的數學科學研究所揭幕(Levy 1999, Plate 1 following p. 142; Borwein and Bailey 2003, p. 55, 彩色圖版 IV, 以及封底)。


另請參閱

雙曲鑲嵌, 四次曲線, 黎曼曲面

使用 探索

參考文獻

Borwein, J. 和 Bailey, D. Mathematics by Experiment: Plausible Reasoning in the 21st Century. Wellesley, MA: A K Peters, pp. 87-88, 2003.Coxeter, H. S. M. "Regular Honeycombs in Hyperbolic Space." In Proceedings of the International Congress of Mathematicians, 1954, Amsterdam, Vol. 3. Groningen, Netherlands: Noordhoff, pp. 155-169, 1956. Reprinted as Ch. 10 in The Beauty of Geometry: Twelve Essays. New York: Dover, pp. 200-214, 1999.Hartshorne, R. Problem 2.4 in Algebraic Geometry. New York: Springer-Verlag, pp. 305 和 385, 1977.Hurwitz, A. "Über algebraische Gebilde mit eindeutigen Transformationen in sich." Math. Ann. 41, 403-442, 1893.Karcher, H. 和 Weber, M. "The Geometry of Klein's Riemann Surface." In The Eightfold Way: The Beauty of the Klein Quartic (Ed. S. Levy). New York: Cambridge University Press, pp. 9-49, 1999.King, R. B. "Chemical Applications of Topology and Group Theory, 29, Low Density Polymeric Carbon Allotropes Based on Negative Curvature Structures." J. Phys. Chem. 100, 15096, 1996.King, R. B. "Novel Highly Symmetrical Trivalent Graphs Which Lead to Negative Curvature Carbon and Boron Nitride Chemical Structures." Disc. Math. 244, 203-210, 2002.Klein, F. "Über die Transformationen siebenter Ordnung der elliptischen Funktionen." Math. Ann. 14, 428-471, 1879. Reprinted in Gesammelte Mathematische Abhandlungen, 3: Elliptische Funktionen etc. (Ed. R. Fricke et al. ). Berlin: Springer-Verlag, pp. 90-136, 1973.Klein, F. Translated by S. Levy. "On the Order-Seven Transformation of Elliptic Functions." In The Eightfold Way: The Beauty of the Klein Quartic. New York: Cambridge University Press, pp. 287-331, 1999.Levy, S. (Ed.). The Eightfold Way: The Beauty of the Klein Quartic. New York: Cambridge University Press, 1999.McCooey, D. "Toroidal Solids." http://homepage.mac.com/dmccooey/polyhedra/Toroidal.html.Thurston, W. P. "The Eightfold Way: A Mathematical Sculpture by Helaman Ferguson." In The Eightfold Way: The Beauty of the Klein Quartic (Ed. S. Levy). New York: Cambridge University Press, pp. 1-7, 1999.Wolfram, S. A New Kind of Science. Champaign, IL: Wolfram Media, p. 1050, 2002.

請引用為

Weisstein, Eric W. "克萊因四次曲線。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/KleinQuartic.html

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