中除了某個數以外的 捲繞數和高斯 博內定理

2021-10-14 20:09:06 字數 2058 閱讀 2036

捲繞數( turning number, winding number)。

平面上的閉曲線關於某個點的捲繞數,是乙個整數,它表示了曲線繞過該點的總次數。捲繞數與曲線的定向有關,如果曲線依順時針方向繞過某個點,則捲繞數是負數。

這條曲線關於點p的捲繞數是2 (cr:wikipedia)

0 是因為曲線不繞過這個點。(cr:wikipedia)

有時候我們講閉合平面曲線的捲繞數就是預設針對閉合曲線中的點:

來自網路

捲繞數定理:

閉合平面曲線的總曲率等於

乘以捲繞數 k.

曲率的定義是單位切向量沿曲線每單位長度轉向的變化率。所以我們把曲率沿著弧長做積分,當然就能得到總的轉向了,所以上面的捲繞數定理顯而易見。

這個捲繞數定理很有意思,它把曲線的區域性性質-曲率和整體性質給聯絡起來了。

gauss-bonnet theorem 是類似於 winding number theorem, 針對的是曲面。

高斯曲率在曲面的積分等於

乘以尤拉示性數.

補充一點定義:

在代數拓撲中,尤拉示性數(euler characteristic)是乙個拓撲不變數(事實上,是同倫不變數),對於一大類拓撲空間有定義。它通常記作

。其中v,e和f分別是點,邊和麵的個數。特別的有,對於所有和乙個球面同胚的多面體,我們有

f-e+v=2 在多面體和離散數學中圖有關的部分出現過,也叫尤拉公式(尤拉公式也太多了吧,o(╯□╰)o)

二維拓撲多面體的尤拉示性數可以用以下公式計算:

閉可定向曲面的尤拉示性數可以通過它們的虧格g來計算

genus居然學名叫做虧格,哈哈,翻譯也很貼切,簡單的理解虧格就是有幾個洞 ,o(╯□╰)o

來自網路

在微分幾何中,高斯-博內定理(亦稱高斯-博內公式)是關於曲面的圖形(由曲率表徵)和拓撲(由尤拉示性數表徵)間聯絡的一項重要表述。
出現了好幾個拓撲概念,此處應該獻上此張 gif 送給 「不會區分甜甜圈和咖啡杯的人的拓撲學家」, o(╯□╰)o

回到高斯-博內定理:高斯曲率在曲面的積分等於

乘以尤拉示性數

:推廣到有邊界的曲面:

是其邊界。令k為m的高斯曲率,

為 的測地曲率。則有

當然此時的尤拉示性數也需要除去邊界:

當然重點是無論我們改變曲面或者是邊界,但這並不影響總曲率。

像下面這張圖,

並沒有改變,所以積分的結果也並不會改變。另乙個理解就是凸起的部分和凹下的部分的正負曲率抵消了。

gauss–bonnet定理最簡單的狀況就是:平面三角形內角和為180度。

參考:

在一堆數中查詢相加得某個數的組合

如題,乙個問的,我又去問其他的,再網上搜尋,發貼問,最後終於解決,不過目前還沒有明白為什麼要這樣寫,以下是 class program console.writeline 原數列 258.5,1229.1,39.6,660.3,660,660,165,165,3060,270,4.8,440,279...

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