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sdclyglwm

新虫 (初入文坛)

[求助] 小弱问拓扑

今天偶尔看了两个拓扑学的有趣的问题(来自于拓扑学奇趣),但怎么也觉得两个的结论似乎矛盾。求大神帮忙解释解释:
  其一:三个农场分别与三口井建水渠,要求水渠不能相交是不可能的。这似乎显而易见。
  其二:在平面内存在三个连通区域有公共边的情形。这个问题由似乎是叫和田的日本数学家得到了解决。其利用无限分割的方法,也很好理解。
但是,当把两者在一块分析时,就不明白了:既然存在公共边,而且是连通的曲线。那么其上一定存在大于三个的点。在其上任取三点,在三个区域中个任取一点。那么,很明显,在任何一个区域中总存在,三条互不相交的曲线,将公共边上的三个点与区域内部的点连接起来,而这三个区域又是互不连通的,即其内取的曲线是不会相交的。那么,这就与第一个的结论矛盾了啊!
求解释!求解释!!求解释!!!
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cinema1980

木虫 (著名写手)

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感谢参与,应助指数 +1
这个问题很有意思。
第一个命题是图的平面嵌入问题。
第二个命题不太了解。

可能是对曲线的定义不同吧。
第一个命题侧重曲线是映射关系,强调曲线是两个端点的映射关系,而与曲线的形状无关。是图的平面嵌入问题,库拉图斯基定理就能直接说明命题一的正确性。曲线反映的是一对端点的映射关系。

第二个命题侧重曲线的具体形状,强调闭合曲线的形状对圈定区域的性质的影响,而与映射关系无关。

可以说是描述了不同事物的相似方面。比如说矩形区域内最长的线段为对角线,最长的曲线长度是无限长,但你不能说对角线的长度为无限长。
日日新
9楼2012-03-03 21:09:59
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普通回帖

我若为草2

铜虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
这个问题比较深奥啊
2楼2012-03-02 16:49:05
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aggieatm

铁杆木虫 (文坛精英)

太深奥了。
3楼2012-03-02 21:27:49
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xxxfield

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
如果按lz第二个例子这样,可以构造三条互不相交的曲线,不过这些曲线极为复杂(必定不是局部连通的)。如果按此建水渠的话,井里的水永远流不到村子里。
4楼2012-03-02 22:08:55
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xxxfield

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

图片是两条分别连接正方形的两个对角线的“曲线”,但他们没有交点。

穿过而不相交的曲线

5楼2012-03-02 22:18:56
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sskkyy

银虫 (正式写手)

引用回帖:
5楼: Originally posted by xxxfield at 2012-03-02 22:18:56:
图片是两条分别连接正方形的两个对角线的“曲线”,但他们没有交点。
82/19/1496745_1330697828_668.png
穿过而不相交的曲线

图形画得不错,也充分用到了拓扑学家的曲线的性质。但是,构造的这个拓扑空间还能称为“曲线吗”?一般的曲线是指(0,1)在一个空间中的像。
6楼2012-03-02 22:36:58
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sdclyglwm

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
: Originally posted by xxxfield at 2012-03-02 22:08:55:
如果按lz第二个例子这样,可以构造三条互不相交的曲线,不过这些曲线极为复杂(必定不是局部连通的)。如果按此建水渠的话,井里的水永远流不到村子里。

水渠只是个例子……
7楼2012-03-02 22:37:29
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xxxfield

银虫 (小有名气)

引用回帖:
6楼: Originally posted by sskkyy at 2012-03-02 22:36:58:
图形画得不错,也充分用到了拓扑学家的曲线的性质。但是,构造的这个拓扑空间还能称为“曲线吗”?一般的曲线是指(0,1)在一个空间中的像。

问题就在这里,三个区域有公共边界的例子中的边界首先不可能是曲线,而是非常复杂的。如果你要从区域内部一点连一条曲线到边界,那么基本上就只能是像我画的“曲线”差不多。如果你不承认这是曲线,那你在其二中构造的“曲线”也就不能称为曲线了。顺便说一下,在数学上这还真是一条曲线(如果把图中的直线去除的话),不过即使是这样不可思议的曲线,它其实只能充分靠近边界,而永远达不到边界上,所以我说水井里的水到不了村庄。
8楼2012-03-02 22:55:35
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匿名

用户注销 (著名写手)

本帖仅楼主可见
10楼2012-03-03 23:28:29
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