Jump to content

Сходимость Громова – Хаусдорфа

В математике , сходимость Громова–Хаусдорфа , названная в честь Михаила Громова и Феликса Хаусдорфа , — это понятие сходимости метрических пространств которое является обобщением расстояния Хаусдорфа .

Расстояние Громова – Хаусдорфа

[ редактировать ]
Насколько далеко и насколько близко находятся некоторые фигуры ниже расстояния Громова – Хаусдорфа.

Расстояние Громова – Хаусдорфа было введено Дэвидом Эдвардсом в 1975 году. [ 1 ] [ 2 ] и позже он был заново открыт и обобщен Михаилом Громовым в 1981 году. [ 3 ] [ 4 ] Это расстояние измеряет, насколько два компактных метрических пространства далеки от изометрии . Если X и Y — два компактных метрических пространства, то d GH ( X , Y ) определяется как нижняя нижняя грань всех чисел d H ( f ( X ), g ( Y )) для всех (компактных) метрических пространств M и всех изометрические вложения f : X M и g : Y M . Здесь d H обозначает расстояние Хаусдорфа между подмножествами в M , а изометрическое вложение понимается в глобальном смысле, т.е. оно должно сохранять все расстояния, а не только бесконечно малые; например, ни одно компактное риманово многообразие не допускает такого вложения в евклидово пространство той же размерности.

Расстояние Громова–Хаусдорфа превращает множество всех классов изометрии компактных метрических пространств в метрическое пространство, называемое пространством Громова–Хаусдорфа, и, следовательно, определяет понятие сходимости последовательностей компактных метрических пространств, называемое сходимостью Громова–Хаусдорфа. Метрическое пространство, к которому сходится такая последовательность, называется пределом Громова–Хаусдорфа последовательности.

Некоторые свойства пространства Громова–Хаусдорфа.

[ редактировать ]

Пространство Громова–Хаусдорфа линейно связно , полно и сепарабельно . [ 5 ] Она также является геодезической , т. е. любые две ее точки являются концами минимизирующей геодезической . [ 6 ] [ 7 ] В глобальном смысле пространство Громова–Хаусдорфа вполне неоднородно, т. е. его группа изометрий тривиальна: [ 8 ] но локально существует множество нетривиальных изометрий. [ 9 ]

Заостренная сходимость Громова – Хаусдорфа.

[ редактировать ]

Заостренная сходимость Громова–Хаусдорфа является аналогом сходимости Громова–Хаусдорфа, подходящим для некомпактных пространств. Заостренное метрическое пространство — это пара ( X , p состоящая из метрического пространства X и точки p в X. ) , Последовательность ( Xn R , pn точечных метрических пространств сходится к точечному метрическому пространству ( , p ) , если для каждого > 0 последовательность замкнутых R -шаров вокруг pn Xn в ) Y сходится к замкнутому R -шар вокруг p в Y в обычном смысле Громова–Хаусдорфа. [ 10 ]

Приложения

[ редактировать ]

Понятие сходимости Громова–Хаусдорфа было использовано Громовым для доказательства того, что любая дискретная группа практически полиномиального роста нильпотентна (т. е. содержит нильпотентную подгруппу конечного индекса ). См. теорему Громова о группах полиномиального роста . (Также см. более раннюю работу Д. Эдвардса.) Ключевым ингредиентом доказательства было наблюдение, что для Граф Кэли группы с полиномиальным ростом (последовательность масштабирования) сходится в указанном смысле Громова–Хаусдорфа.

Другой простой и очень полезный результат римановой геометрии — это теорема Громова о компактности , которая утверждает, что множество римановых многообразий с кривизной Риччи c и диаметром D относительно компактно в метрике Громова–Хаусдорфа. Предельные пространства являются метрическими пространствами. Дополнительные свойства пространств длин были доказаны Чигером и Колдингом . [ 11 ]

Метрика расстояния Громова – Хаусдорфа применялась в области компьютерной графики и вычислительной геометрии для поиска соответствий между различными формами. [ 12 ] Он также применялся в задаче планирования движения в робототехнике. [ 13 ]

Расстояние Громова – Хаусдорфа использовалось Сомани для доказательства устойчивости модели Фридмана в космологии. Эта модель космологии неустойчива относительно плавного изменения метрики. [ 14 ]

В частном случае концепция пределов Громова–Хаусдорфа тесно связана с теорией больших уклонений . [ 15 ]


См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Дэвид А. Эдвардс, «Структура суперпространства», в «Исследованиях по топологии», Academic Press, 1975, pdf. Архивировано 4 марта 2016 г. в Wayback Machine.
  2. ^ Тужилин, Алексей А. (2016). «Кто изобрел расстояние Громова-Хаусдорфа?». arXiv : 1612.00728 [ math.MG ].
  3. ^ М. Громов. «Метрические структуры для римановых многообразий», под редакцией Лафонтена и Пьера Пансу , 1981.
  4. ^ Громов, Михаил (1981). «Группы полиномиального роста и расширяющихся отображений (с приложением Жака Титса)» . Публикации Mathématiques de l'IHÉS . 53 : 53–78. дои : 10.1007/BF02698687 . МР   0623534 . S2CID   121512559 . Збл   0474.20018 .
  5. ^ Д. Бураго, Ю. Бураго, С. Иванов, Курс метрической геометрии , AMS GSM 33, 2001.
  6. ^ Иванов, АО; Николаева, НК; Тужилин А.А. (2016). «Метрика Громова – Хаусдорфа в пространстве компактных метрических пространств строго внутренняя». Математические заметки . 100 (5–6): 883–885. arXiv : 1504.03830 . дои : 10.1134/S0001434616110298 . S2CID   39754495 .
  7. ^ Подробное построение геодезических см. Чоудхури, Самир; Мемоли, Факундо (2016). «Явная геодезия в пространстве Громова-Хаусдорфа». arXiv : 1603.02385 [ math.MG ].
  8. ^ Ivanov, Alexander; Tuzhilin, Alexey (2018). "Isometry Group of Gromov--Hausdorff Space". arXiv : 1806.02100 [ math.MG ].
  9. ^ Иванов Александр О.; Тужилин, Алексей А. (2016). «Локальная структура пространства Громова-Хаусдорфа вблизи конечных метрических пространств общего положения». arXiv : 1611.04484 [ math.MG ].
  10. ^ Беллаиш, Андре (1996). «Касательное пространство в субримановой геометрии». У Андре Беллаиша; Жан-Жак Рислер (ред.). Субриманова геометрия . Прогресс в математике. Том. 44. Базель: Биркхаузер. С. 1–78 [56]. дои : 10.1007/978-3-0348-9210-0_1 . ISBN  978-3-0348-9946-8 .
  11. ^ Чигер, Джефф; Колдинг, Тобиас Х. (1997). «О строении пространств с ограниченной снизу кривизной Риччи. I» . Журнал дифференциальной геометрии . 46 (3). дои : 10.4310/jdg/1214459974 .
  12. ^ Мемоли, Факундо; Сапиро, Гильермо (2004). «Сравнение облаков точек». Материалы симпозиума Eurographics/ACM SIGGRAPH 2004 г. по геометрической обработке - SGP '04 . п. 32. дои : 10.1145/1057432.1057436 . ISBN  3905673134 . S2CID   207156533 .
  13. ^ Суккар, Фуад; Вакулич, Дженнифер; Ли, Ки Мён Брайан; Фитч, Роберт (11 сентября 2022 г.). «Планирование движения в пространстве задач с помощью приближений Громова-Хаусдорфа». arXiv : 2209.04800 [ cs.RO ].
  14. ^ Сормани, Кристина (2004). «Космология Фридмана и почти изотропия». Геометрический и функциональный анализ . 14 (4). arXiv : математика/0302244 . дои : 10.1007/s00039-004-0477-4 . S2CID   53312009 .
  15. ^ Котани, Мотоко; Сунада, Тошиказу (2006). «Большое отклонение и касательный конус на бесконечности кристаллической решетки». Mathematische Zeitschrift . 254 (4): 837–870. дои : 10.1007/s00209-006-0951-9 . S2CID   122531716 .
  • М. Громов. Метрические структуры для римановых и неримановых пространств , Биркхойзер (1999). ISBN   0-8176-3898-9 (перевод с дополнительным содержанием).
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 5847ba0b2ded7fdcee9a00f6e6a21db4__1723911660
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/58/b4/5847ba0b2ded7fdcee9a00f6e6a21db4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Gromov–Hausdorff convergence - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)