• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基本内容
  • 4.推导
  • 5.延伸-几何单形

单纯形

单纯形是代数拓扑中最基本的概念。单纯形是三角形和四面体的一种泛化,一个k维单纯形是指包含 k+1个节点的凸多面体。

基本信息

  • 中文名

    单纯形

  • 外文名

    Simplex

  • 领域

    代数拓扑

  • 含义

    三角形和四面体的一种泛化

  • 用途

    研究代数拓扑的基本手段

基本内容

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  单纯形是代数拓扑中最基本的概念。

考虑实数域的n维向量空间 R^n, 设a_0,a_1,e_2,...,e_n是一组向量,使得{a_1-a_0,a_2-a_0,...a_}线性无关。

设E={p=s_0a_0+s_1a_1+s_2a_2+...+s_na_n| s_0+s_1+...s_n=1},点集E就称为一个n维单纯形。

1维单纯形就是线段;2维单纯形就是三角形;三维单纯形就是立体三角形。人们希望能够把一个拓扑对象剖分成许多个小的单纯形,要求任何两个相邻的单纯形相交的公共部分仍是一个单纯形--这种剖分称为(曲)单纯剖分。

在曲面情形,就是熟知的三角剖分。单纯剖分是研究代数拓扑的基本手段,由此可以构造一系列拓扑不变量,如欧拉示性数。 它是研究同调论的基本工具。

推导

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单纯形即是单形,它的各个晶面既然可以通过对称型中对称要素的作用相互重复,那么将一个原始晶面置于对称型中,通过对称型中全部对称要素的作用,必可以导出一个单形的全部晶面。

可以设想,不同的对称型可以导出不同单形;在同一对称型中原始晶面与对称要素的相对位置不同,也可以导出不同的单形来。

延伸-几何单形

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几何单形共47种。从不同的角度出发,又可将它们做如下的几种划分。

一般形与特殊形,开形和闭形,左形和右形,正形和负形,定形和变形

(1)一般形与特殊形

这是根据单形晶面与对称要素的相对位置来划分的。凡是单形晶面处于特殊位置,即晶面垂直或平行于任何对称要素,或者与相同的对称要素以等角相交,则这种单形即称为特殊形;反之,单形晶面处于一般位置,即不与任何对称要素垂直或平行(等轴晶系中的一般形有时可平行三次轴的情况除外),也不与相同的对称要素以等角相交,则这种单形称为一般形。

一个对称型中,只可能有一种一般形,晶类即以其一般形的名称来命名(参看晶体分类)。各对称型中所列出的第一个单形即为该对称型的一般形。