圓環可以展成直線,球面為什麼就不能展成平面?

時間 2021-05-08 11:54:35

1樓:

因為曲面的曲率是內蘊量 。

球面可以展成平面的充要條件是它們能建立保長對應,而兩個曲面能夠建立保長對應的充要條件是它們有相同的的第一基本形式,而曲面的第一基本形式恰恰決定了曲面在任意一點處的Gauss曲率,也就是曲面偏離歐氏空間的程度,這說明曲面的曲率是曲面的內蘊性質!而平面的Gauss曲率為零。這也是為什麼三維世界中的人類通過測量可以知道我們的空間在每一點的彎曲程度,而一維世界中的螞蟻哪怕在一條彎曲的線上行走,它也只會覺得它是在一條筆直的線上爬行。

2樓:「已登出」

展開在這裡理解是指等距同構比較恰當咯,但是這種保持長度不變的東西要保持高斯曲率不變。(稍微比劃一下每個點附近的切平面,圓環(我覺得題主是說圓柱側面?)和球這一方面是不一樣的)

總歸就是找不變數咯,如果熟悉的那些不變數都一樣那就試試構造,只要有不變數不同那就肯定不行了

我比較菜,只能瞎bb一下(●—●)

而且我沒上過微分幾何課……還沒學到呢

或者不看曲率的話,算一下三角形內角和咯?或者觀察乙個半徑為r的圓的面積,只不過球面上的這些定義跟平面上不一樣,這個曲面積分我以前還沒算過不知道行不行的通,要是行不通當我沒說過啦,但是內角和應該沒問題的

3樓:

看了問題描述:把圓切一刀,就成了直線;但是把球面剪開,為什麼不是平面?

事實是(假設過球心):圓切一刀,成了兩條半圓弧;球面剪開,成了兩個半球面

所以你的問題是:半圓弧為什麼能成直線,半球面為什麼不能成平面我只知道「成」是指的保長變換

至於最終為什麼半球面不是可展曲面,我不知道怎麼解釋hhh誰能通俗的解釋一下

4樓:

題主實際不明白的是圓柱和球的區別,圓柱的高斯曲率和平面一樣都是0,球則不然,而保長變換下(也就是你說的展開),高斯曲率是不變數,所以球僅僅通過保長變換是無法變成平面的。

至於高斯曲率為什麼是保長變換不變數,這實際正是高斯絕妙定理(Egregium Theorem)的內容(高斯曲率可以寫成度規張量或者說第一基本形式的函式,保長就是保度規),實際上可以通過絕妙定理證明,可展曲面的高斯曲率必須為零。這些內容可以在古典微分幾何的曲線曲面論找到。

5樓:樓主別編故事裝逼了

圓環??

乙個直徑五厘公尺的圓,擷取中間三厘公尺的圓,剩下的是兩厘公尺寬的同心圓環。

這種能展開成直線??怎麼展開??

還是說圓柱體樣的圓環?

6樓:

圓怎麼就能展成直線了? 不太明白你的「展成」是怎麼定義的。

根據題主新定義把球面捅開乙個點以後扭一扭確實就變成平面了並無矛盾。

7樓:

首先,題目中的論述是錯誤的,圓環不能展成直線。圓環變成直線,必須要將其剪斷。類似地,球面不能展成平面。但是,如果把球面的北極點去掉,剩下的部分可以展成平面,類似於包包子。

拓撲上的解釋是圓環與直線不同胚,球面與平面也不同胚。這一點可以從兩個角度論證,(1)它們的基本群不同,(2)球面和圓環是緊的,而直線和平面不是緊的,緊性也是拓撲性質,緊和非緊的空間不可能同胚。

此外,單點緊化可以把一點粘到(非緊的)直線和平面上,構成(緊的)圓環和球面。

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