不可定向曲面

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发布时间:2025-10-28 07:00

OrientableSurfaces

一种曲面,例如 莫比乌斯带 或 克莱因瓶 (Gray 1997, pp. 322-323),在其上存在一条闭合路径,使得当定向子绕此路径移动时,定向反转。实射影平面 也是一个不可定向曲面,博伊曲面、交叉帽 和 罗马曲面 也是,所有这些都同胚于 实射影平面 (Pinkall 1986)。

存在一种构造不可定向曲面的一般方法,步骤如下 (Banchoff 1984, Pinkall 1986)。选择三个 齐次多项式,其 正 偶 次,并考虑 映射

 f=(f_1(x,y,z),f_2(x,y,z),f_3(x,y,z)):R^3-/pR^3.

 

(1)

 

然后通过写入将

x

y

z

限制到球面上

x

 

=

 

costhetasinphi

 

(2)

 

y

 

=

 

sinthetasinphi

 

(3)

 

z

 

=

 

cosphi

 

(4)

 

并将

theta

限制为

[0,2pi)

,将

phi

限制为

[0,pi/2]

,定义了从 实射影平面 到

R^3

的映射。

在三维空间中,没有不 自相交 的无界不可定向曲面 (Kuiper 1961, Pinkall 1986)。

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