Меандр (математика)

редактировать

В математике, А меандр или закрытым меандр является самоизбегающим замкнутым кривым, которая пересекает линию несколько раз. Интуитивно меандр можно рассматривать как дорогу, пересекающую реку через несколько мостов.

СОДЕРЖАНИЕ
  • 1 меандр
    • 1.1 Примеры
    • 1.2 Меандрические числа
    • 1.3 Меандрические перестановки
  • 2 Открытый меандр
    • 2.1 Примеры
    • 2.2 Открытые меандрические числа
  • 3 Полумеандр
    • 3.1 Примеры
    • 3.2 Полумеандрические числа
  • 4 Свойства меандрических чисел
  • 5 Внешние ссылки
Меандр

При фиксированной ориентированной линии L в евклидове плоскости R 2, А меандр порядка п является не-самопересекающимся замкнутым кривым в R 2, которая трансверсально пересекает линию в 2 п точек для некоторого положительного целого числа п. Линия и кривая вместе образуют меандрическую систему. Два меандра называются эквивалентными, если существует гомеоморфизм всей плоскости, который переводит L в себя и переводит один меандр в другой.

Примеры

Меандр первого порядка дважды пересекает линию:

Меандр M1 jaredwf.png

Меандры второго порядка пересекают линию четыре раза.

Меандрические числа

Количество различных меандров порядка n - это меандрическое число M n. Первые пятнадцать меандрических номеров приведены ниже (последовательность A005315 в OEIS ).

М 1 = 1
M 2 = 1
M 3 = 2
М 4 = 8
М 5 = 42
М 6 = 262
M 7 = 1828 г.
М 8 = 13820
М 9 = 110954
M 10 = 933458
М 11 = 8152860
М 12 = 73424650
М 13 = 678390116
М 14 = 640503 1050
М 15 = 61606881612

Меандрические перестановки

Меандрическая перестановка (1 8 5 4 3 6 7 2)

Meandric перестановка порядка п определяется на множестве {1, 2,..., 2 п } и определяется с помощью системы meandric следующим образом:

  • Если линия ориентирована слева направо, каждое пересечение меандра последовательно помечается целыми числами, начиная с 1.
  • Кривая ориентирована вверх на пересечении, отмеченном цифрой 1.
  • Циклическая перестановка без неподвижных точек получают по ориентированному кривому через меченые точки пересечения.

На диаграмме справа меандрическая перестановка 4-го порядка определяется выражением (1 8 5 4 3 6 7 2). Это перестановка, записанная в циклической нотации, и ее не следует путать с однострочным обозначением.

Если π - меандрическая перестановка, то π 2 состоит из двух циклов, один из которых содержит все четные символы, а другой - все нечетные символы. Перестановки с этим свойством называются альтернативными перестановками, поскольку символы в исходной перестановке чередуются между нечетными и четными целыми числами. Однако не все альтернативные перестановки являются меандрическими, потому что их невозможно нарисовать без самопересечения кривой. Например, альтернативная перестановка порядка 3 (1 4 3 6 5 2) не является меандрической.

Открытый меандр

При фиксированной ориентированной линии L в евклидове плоскости R 2, открытым меандр порядка п не является самопересекающимся ориентированным кривой в R 2, которая трансверсально пересекает линию в п точек для некоторого положительного целого числа п. Два открытых меандра называются эквивалентными, если они гомеоморфны на плоскости.

Примеры

Открытый меандр порядка 1 пересекает линию один раз:

OpenMeanderM1.svg

Открытый меандр 2-го порядка дважды пересекает линию:

Откройте Meander M2 jaredwf.png

Открытые меандрические числа

Количество различных открытых меандров порядка n - это открытое меандрическое число m n. Первые пятнадцать открытых меандрических номеров приведены ниже (последовательность A005316 в OEIS ).

м 1 = 1
м 2 = 1
м 3 = 2
м 4 = 3
м 5 = 8
м 6 = 14
м 7 = 42
м 8 = 81
м 9 = 262
м 10 = 538
м 11 = 1828
м 12 = 3926
м 13 = 13820
м 14 = 30694
м 15 = 110954
Полумеандр

Учитывая фиксированный ориентированный луч R в евклидове плоскости R 2, в полу-меандре порядка п не является самопересекающимся замкнутым кривым в R 2, которая трансверсально пересекает луч в п точек для некоторого положительного целого числа п. Два полумаандра называются эквивалентными, если они гомеоморфны на плоскости.

Примеры

Полумеандр первого порядка пересекает луч один раз:

Полумеандр 2-го порядка дважды пересекает луч:

Меандр M1 jaredwf.png

Полумеандрические числа

Число различных полумейдров порядка n - это полумеандрическое число M n (обычно обозначается чертой вместо подчеркивания). Первые пятнадцать полумеандрических чисел приведены ниже (последовательность A000682 в OEIS ).

М 1 = 1
M 2 = 1
M 3 = 2
М 4 = 4
М 5 = 10
М 6 = 24
М 7 = 66
М 8 = 174
М 9 = 504
M 10 = 1406
М 11 = 4210
М 12 = 12198
М 13 = 37378
М 14 = 111278
М 15 = 346846
Свойства меандрических чисел

Существует инъективная функция от меандрических до открытых меандрических чисел:

M n = m 2 n −1

Каждое меандрическое число может быть ограничено полумеандрическими числами:

M n ≤ M n ≤ M 2 n

При n gt; 1 меандрические числа четные :

M n ≡ 0 (мод 2)
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2024-01-02 04:11:23
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте