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Traducción hiperbólica

He estado trabajando en el siguiente problema, y aunque he hecho algunos avances, no sé cómo terminar. A lo largo del ejercicio, estamos trabajando en el disco de Poincaré.

Considera los puntos $p=(-1/3,0)$ y $q==(1/3,2/3)$, y sea $T$ la traslación hiperbólica tal que $T(p)=q$. Sea $R$ la rotación hiperbólica alrededor de $p$ en $\pi/2$. Determina si $TR$ es una traslación, rotación o desplazamiento paralelo hiperbólico.

Progreso hasta ahora: La traslación $T$ toma un punto y lo envía a otro punto que se encuentra en el círculo euclidiano que pasa por el punto y los puntos $(\frac{-12\sqrt{13}-15}{61},\frac{-10\sqrt{13}+18}{61})$ y $(\frac{12\sqrt{13}-15}{61},\frac{10\sqrt{13}+18}{61})$. Lo hice mediante un cálculo directo, encontrando la línea hiperbólica que pasa por $p$ y $q$ y viendo dónde interseca el círculo unitario. A continuación, la rotación alrededor de $p$ en $\pi/2$ es la composición de dos reflexiones, una respecto a la línea $y=0$ y la otra respecto al círculo $(x+5/3)^2+(y-4/3)^2=32/9$. También hice esto mediante un cálculo directo.

Ahora, para ver qué es $TR$, creo que querría buscar puntos fijos, por ejemplo. Sin embargo, la única forma que se me ocurre de hacer esto es escribiendo explícitamente la fórmula de $TR$. Esto no parece elegante ni deseable. ¿Alguien me puede ayudar?

$^*$Recientemente publiqué esto accidentalmente usando la cuenta de otra persona que también usa esta computadora; borré esa pregunta y la estoy volviendo a hacer.

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Ok, he podido resolverlo. Aquí está la respuesta (he omitido muchos de los cálculos explícitos ya que son bastante fáciles y un poco tediosos de escribir):

La línea hiperbólica que pasa por $p$ y $q$ tiene la ecuación $N:(x+5/3)^2+(y-2)^2=\frac{52}{9}$. La línea hiperbólica que pasa por $p$ y es ortogonal a este círculo tiene la ecuación $M:(x+5/3)^2+(y+8/9)^2=208/81$, y mediante un cálculo explícito encontramos que la traslación $T$ se puede obtener reflejando alrededor del círculo $L:(x+5)^2+(y+14/3)^2=25+14^2/9-1$ y luego reflejando alrededor de $M$.

Ahora para calcular la rotación alrededor de $p$, sea $K$ el círculo $(x+5/3)^2+(y+4/15)^2=25/9+16/15^2-1$. Este círculo pasa por $p$ e interseca a $M$ en un ángulo de $\pi/4$. Por lo tanto, la rotación alrededor de $p$ en $\pi/4$ se puede calcular reflejando primero alrededor de $K$ y luego $M$. Por lo tanto, $TR$ se puede obtener reflejando primero alrededor de $K$, luego $M$, después $M$ y finalmente $L$. En particular, esto es igual a reflejar alrededor de $K$ y luego $L$. Dado que $K$ y $L$ son disjuntos, obtenemos que $TR$ es una traslación.

Espero que tenga sentido.

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