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¿Hay alguna superficie (o variedad general) en la que el valor de$\pi$ sea racional?

Deje $X(u,v)=(x(u,v),y(u,v),z(u,v))$ ser algún mapa en $X:U\to S$

Deje $\pi(u,v,d):=C(u,v,d)/d$, con las siguientes definiciones:

Un "círculo" es el conjunto de todos los puntos de $p\in S$ de pie $d/2$ a algún punto fijo $q=X(u,v)$ (donde la distancia se mide utilizando la métrica $G=dX^TdX$),

Y $C(u,v,d)$ es el arclength de la curva (parametrizada en coordenadas locales por $\gamma(u,v,d)$) definido por este conjunto.

(Siéntase libre de sugerir otras más generales definiciones si crees que podría ser útil)

En primer lugar:

  1. Es allí cualquier superficie que no sea el avión para que $\pi(u,v,d)=const$?
  2. Es allí cualquier otra superficie sobre la que se $\pi(u,v,d)=\pi(u,v)$ (es decir, su constante por punto)

Estoy esencialmente de preguntar si el hecho de que $\pi$ es irracional es de alguna manera "built-in" a la realidad, o hay algunos más "racional" realidades donde, dicen, $\pi==22/7$.

~

Apéndice:

Me recuerda vagamente del valor medio teorema para funciones armónicas (y las soluciones de la ecuación del calor), la cual establece que el valor de la media de cualquier armónico de la función $f$ sobre cualquier conjunto de círculos concéntricos es constante. Suponiendo que esto se aplica incluso en el caso de un armónico de la función más general de espacio métrico (¿?), puede que de alguna manera nos interpretar $C/d$ el (recíproco?) valor de la media más de los círculos de una función armónica, y por lo tanto menos probar (2)?

La media de alrededor de algún punto de $(u,v)$ se calcula como:

$\mu(u,v,d)=\frac{\int_\gamma f(\gamma(u,v,d)) ds}{C(u,v,d)}$

Tal vez la pregunta de arriba, a continuación, puede ser reformulada de la siguiente manera:

Es allí cualquier superficie en la que podemos definir algunos armónica de la función para la que $\mu(u,v,d)=d/C(u,v,d)$, en cuyo caso se obtiene haciendo la media teorema del valor que $\pi$ es constante por punto, y más allá de cualquier superficie de+armónico de la función de combinación para que $\mu(u,v,d)=d/C=const.$ ?

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John Hughes Puntos 27780

Moise Cohen y Andrew D. Hwang las respuestas del conjunto de contar la historia.

En primer lugar, Andrew: es posible tener $\pi$, en algún momento, ser racional. Pero cuando se mira en el punto en cuestión, no es un colector de punto (pero véase más abajo).

Siguiente, Moishe la observación: la observación de que, como $d$ va a cero, su círculo y su circunferencia ser más y más como un círculo/circunferencia en el plano tangente, donde $\pi$ resulta ser ... bueno, $\pi$.

Así que si usted desea $\pi$ racionales (y constante) en todas partes, no va a suceder, por Moishe la observación; si usted quiere que sea racional y constante en algún momento, que es posible (por Andrés ejemplo), pero que punto va a ser un no-colector de punto.

Con respecto a la "no-colector de puntos": el cono puede ser pensado como estar en continua correspondencia 1-1 con un disco (de proyecto a lo largo de la dirección axial), y el disco es sin duda un suave colector. No podemos simplemente tire hacia atrás de esta suavidad de la estructura para hacer el cono de un suave colector? La respuesta es "Sí...pero, a continuación, la inclusión del cono en 3-el espacio no es una incrustación." Así que si usted va a considerar la topología y la geometría de la superficie como una herencia de la que el espacio ambiental, los argumentos por encima de todos.

Por cierto: ¡buena pregunta!

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