F109 線形曲率および幾何学的特異点

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • テキストは幾何学的特異点や折り畳みを有する表面の性質を説明している。
  • 表面上における線形曲率および角曲率の分布について述べている。
  • 球面帽子を用いた曲率計算の例が示されている。

f109

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一方、真正の幾何学的特異点が存在する:

など……

途中で、折り目は表面の特別な領域であり、左側では負の線形曲率、右側では正の線形曲率を含んでいる。意図的に、これらの2つの表面は球面帽子を用いて作られている。最終的な物体は球面の位相を持つため、全曲率は4πである。左の物体が同じ半径の球の3/4を2つ用いて作られたと仮定する。それぞれの成分は3πの曲率に対応する。合計で6πとなる。したがって、折り目が含む曲率(負)はすぐにわかる:-2π。この曲率は円形の折り目全体に均等に分布している。したがって、三角形ABCの角度の和を計算できる。表面積を測定することで、まず三角形が含む曲率(角度)の量がわかる。それは:

次に、弧mnに含まれる曲率の量を引く必要がある。それは:

レンズも球面の位相を持つ。したがって、折り目は正の線形曲率2πを含む。

…また、3本の測地線からなる奇妙な三角形ABCの角度の和も計算できる。測地線は容易に折り目を越える。自分のテープを使って実際に試してみてください。

弧mnは線形曲率を含む:先ほど示したレンズが同じ2つの球の四分の一で作られたと仮定する。それぞれは曲率πを含む。したがって、折り目を除く表面全体の曲率は2πである。

…三角形ABCと折り目弧に含まれる角曲率を合計することで、オイラーの定理における正の偏差、すなわちπに対するずれがわかる。

これら曲率の問題について、表面に対しては比較的簡単に取り扱えることがわかる。

…表面には特異点や折り目を含むことができる。この場合、これらは座標系の選択に起因するものではなく、真正の幾何学的・内在的な特異点である。

…途中で、この線形曲率は表面の一部に分布させることもできる。例えば、左の図の場合、次のように得られる:

…これは以前に提示したアプローチと同様である。すなわち、円錐の頂点に集中した曲率を、丸められた円錐の球面帽子に分散させたものである。上記の表面を構成する2つの球面帽子がそれぞれ球の2/3を表すと仮定する。その場合、曲率は

灰色の領域は、均等に分布した負の曲率Cを含む。その大きさは:

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