如何定義乙個圖形對稱的程度?

時間 2021-06-03 19:00:00

1樓:

拋磚引玉,個人認為可以這樣定義。

若圖形 進行某種操作後,圖形能保持不變,並且共有 種這樣的操作,那麼我們可以把對稱度定義為:

因為反正切函式的單調性,容易證明對稱度隨著n的增大而增大。

這時有人會問:遇到無窮大怎麼辦?

這就是這種定義方式trick的地方了。

首先,這是基礎知識:

然後,對於圓,其對稱操作有無數個,不妨令 ,加上乙個 就好。

接著,圓的對稱操作都可以和實數一一對應,大家可以試著證明一下。

所以圓的對稱性為

接著我們考慮球的對稱性。

顯然,球與旋轉體最大的區別就在於,對於球體來說,只要是過球心的平面就對稱,而旋轉體還要過旋轉軸。

用子集思想來說,對於球來說,只要乙個2維的平面含有0維的球心這個子集,就是鏡面。

而旋轉體需要2維的平面含有1維的轉軸才是鏡面。

發現什麼了嗎?前者的鏡面比最小子集高2維,後者只比最小子集高1維。

對於後者,其對稱操作可以和實數一一對應,此處略過。

對於前者,其對稱操作需要和 裡的元素一一對應。

所以說這兩者相差1個無窮大,用微積分思想來說,前者是後者的高階無窮大

因此對於前者,我們可以再加上乙個 ,來完成定義。

即:歸納總結,對稱度函式定義為:

其中rank是對稱運算元目的階,n是餘下的對稱運算元目。

實際上,對於數學分析中,無窮大的階,不妨也用這種方式定義。

但是,這種方式有弱點。到指數函式,階乘以及 就gg了。

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