İçeriğe atla

Euler karakteristiği

Matematikte ve daha spesifik olarak cebirsel topoloji ve çokyüzlü kombinatorikte Euler karakteristiği (veya Euler sayısı veya Euler – Poincaré karakteristiği), nasıl olursa olsun topolojik uzayın şeklini veya yapısını tanımlayan bir sayı olan topolojik değişmezdir. Genellikle (Yunanca küçük harf chi) ile gösterilir.

Euler karakteristiği başlangıçta çokyüzlüler için tanımlanmış ve Platonik katıların sınıflandırılması da dahil olmak üzere çeşitli teoremleri kanıtlamak için kullanılmıştır. Platonik katılar için 1537'de Francesco Maurolico tarafından yayınlanmamış bir el yazmasında belirtilmiştir.[1] Konsepte adını veren Leonhard Euler, bunu daha genel olarak dışbükey çokyüzlüler için tanıttı ancak bunun bir değişmez olduğunu kesin şekilde kanıtlayamadı. Modern matematikte, Euler karakteristiği homolojiden ve daha soyut olarak homolojik cebirden kaynaklanır.

Çokyüzlüler

Küpün köşesi, kenarı ve yüzü

Euler özelliği formülüne göre klasik olarak çokyüzlülerin yüzeyleri için tanımlanmıştır.

burada V, E ve F sırasıyla verilen çokyüzlüdeki köşelerin, kenarların ve yüzlerin sayısıdır. Herhangi bir dışbükey çokyüzlünün yüzeyi Euler karakteristiğine sahiptir.

Leonhard Euler tarafından 1758 yılında ifade edilen bu denklem [2] Euler'in polihedron formülü olarak da bilinir.[3] Kürenin Euler karakteristiğine karşılık gelir (yani χ = 2) ve aynı şekilde küresel çokyüzlüler için de geçerlidir. Tüm Platonik çokyüzlülerdeki formülün örnekleri aşağıda verilmiştir.

İsim resim köşeler
v
Kenarlar
e
Yüzler
F
Euler karakteristiği:
VE + F
Dörtyüzlü4 6 4 2
Altı yüzlü veya küp8 12 6 2
Oktahedron 6 12 8 2
Dodekahedron 20 30 12 2
İkosahedron 12 30 20 2

Dışbükey olmayan çokyüzlülerin yüzeyleri çeşitli Euler özelliklerine sahip olabilir:

İsim resim köşeler
V
Kenarlar
E
Yüzler
F
Euler karakteristiği:
VE + F
Tetrahemiheksahedron 6 12 7 1
oktahemioktahedron 12 24 12 0
Cubohemioctahedron 12 24 10 − 2
Küçük yıldız şeklindeki dodecahedron 12 30 12 − 6
Büyük yıldız şeklinde dodecahedron 20 30 12 2

Düzenli çokyüzlüler için Arthur Cayley, yoğunluk D, tepe şekli yoğunluğu d v ve yüz yoğunluğunu kullanarak Euler formülünün değiştirilmiş bir biçimini türetmiştir.  :

Bu sürüm hem dışbükey çokyüzlüler hem de dışbükey olmayan Kepler-Poinsot çokyüzlüler için geçerlidir.

Projektif çokyüzlülerin tümü, gerçek yansıtmalı düzlem gibi Euler karakteristiği 1'e sahipken, simit gibi toroidal çokyüzlülerin tüm yüzeyleri Euler karakteristiği 0'a sahiptir.

Kaynakça

  1. ^ A History of Folding in Mathematics: Mathematizing the Margins. Science Networks. Historical Studies. 59. Birkhäuser. 2018. s. 71. doi:10.1007/978-3-319-72487-4. ISBN 978-3-319-72486-7.  Yazar |ad1= eksik |soyadı1= (yardım)
  2. ^ "Elementa doctrinae solidorum". Novi Commentarii Academiae Scientiarum Petropolitanae: 109-140. 1 Ocak 1758. 4 Kasım 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Haziran 2023.  Birden fazla yazar-name-list parameters kullanıldı (yardım); Yazar |ad1= eksik |soyadı1= (yardım)
  3. ^ Richeson 2008

Dış bağlantılar

  • Eric W. Weisstein, Euler characteristic (MathWorld)
  • Eric W. Weisstein, Polyhedral formula (MathWorld)
  • An animated version of a proof of Euler's formula using spherical geometry 3 Nisan 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Leonhard Euler</span> Matematikçi ve Fizikçi

Leonhard Euler, çizge teorisi çalışmasını kuran bir İsviçreli matematikçi, fizikçi, astronom, coğrafyacı, mantıkçı ve mühendisti. Topoloji ve analitik sayı teorisi, karmaşık analiz ve sonsuz küçük hesap gibi matematiğin diğer birçok dalında öncü ve etkili keşifler yaptı. Bir matematiksel fonksiyon kavramı da dahil olmak üzere, modern matematiksel terminolojinin ve gösterim'in çoğunu tanıttı. Ayrıca mekanik, akışkan dinamiği, optik, astronomi ve müzik teorisi alanındaki çalışmalarıyla da tanınır.

<span class="mw-page-title-main">Gauss yasası</span>

Fizikte Gauss'un akı teoremi olarak da bilinen Gauss yasası, elektrik yükünün ortaya çıkan elektrik alanına dağılımına ilişkilendiren matematiksel bir yasadır. Söz konusu yüzey küresel yüzey gibi bir hacmi çevreleyen kapalı bir yüzey olabilir.

Elektromanyetizmada yalıtkanlık sabiti veya dielektrik sabiti, bir malzemenin üzerinde yük depolayabilme yeteneğini ölçmeye yarayan katsayı. Başka bir ifade ile yalıtkanlık sabiti, bir elektriksel alanın etkilerinin veya yalıtkan bir ortam tarafından nasıl etkilendiğinin ölçümüdür. Bir ortamın yalıtkanlık sabiti, ortamdaki birim yük başına, elektrik alanının ne kadar oluştuğudur. Elektrik akısının bulunduğu bir ortamda, birim yük başına düşen yalıtkanlık sabiti, kutuplanma yoğunluğundan dolayı büyük olur. Yalıtkanlık sabiti, elektriksel alınganlık ile doğrudan ilişkilidir. Bu, bir yalıtkanın kutuplanma yoğunluğunun elektriksel alanı karşı tepkisinin ne derece olduğunu ölçer.

Yüzey, matematikte ve özellikle topolojide iki boyutlu çokkatlı. İki gerçel değişkenli ve gerçel değerli bir fonksiyonun üç boyutlu uzayda (R³) grafiği tipik yüzey örneğidir. Ayrıca Dünya yüzeyi, bir yumurtanın kabuğu, bir simit birer yüzeydir.

<span class="mw-page-title-main">Euler teoremi</span>

Eğer çokyüzlünün herhangi iki noktasını birleştiren doğru parçası yine bu yüzlünün içinde kalıyorsa, bu çokyüzlüye konveks (dışbükey) çokyüzlü denir. Konveks çokyüzlülerin yüz, ayrıt ve köşe sayıları arasında Euler Teoremi veya Euler Belirtkeni olarak bilinen bir bağıntı vardır.

<span class="mw-page-title-main">Sarmal</span>

Sarmal, burgu şekilli, üç boyutlu bir şekildir. Sarmal şekilli gündelik nesnelere örnek olarak silindirik yay, vida ve minare merdiveni gösterilebilir. Sarmallar biyolojide de yer alır, DNA molekülü birbirine sarılmış iki sarmaldan oluşur, çoğu proteinde de alfa sarmal olarak adlandırılan sarmal yapılar bulunur. Sıfat hali için sarmal kullanılır.

Açısal hız, bir objenin birim zamandaki açısal olarak yer değiştirme miktarına verilen isimdir. Açısal hız vektörel olup bir cismin bir eksen üzerindeki dönüş yönünü ve hızını verir. Açısal hızın SI birimi radyan/saniyedir, ancak başka birimlerde de ölçülebilir. Açısal hız genellikle omega sembolü ile gösterilir. Açısal hızın yönü genellikle dönüş düzlemine diktir ve sağ el kuralı ile bulunabilir.

Φ harfiyle gösterilen Manyetik akı, toplam manyetizmanın ölçüsüdür ve bu yönüyle elektrik yükün manyetik karşılığıdır. Manyetik akı yoğunluğu ise B harfiyle gösterilir ve birim kesit alandan geçen manyetik akı miktarının ölçüsüdür.

<span class="mw-page-title-main">Cebirsel topoloji</span>

Cebirsel topoloji, topolojik uzayları cebirsel gereç ve yöntemlerle inceleyen matematik dalı. Matematikte bir kümenin üzerine döşenecek yapı, yönelinen matematik dalını belirler. Bir kümeye bir ya da birkaç işlem konarak sayılar kuramı ya da cebir yapmaya başlanabilir. Kümenin üzerine bir topoloji koyaraksa topoloji ve, ayrıca uzunluk koyarsak, geometri yapmaya başlanır. Üzerine topoloji konmuş bir uzayı incelemek için kimi cebirsel, aritmetik veya topolojik değişmezler tanımlanır; bunlar aracılığıyla topolojik uzayın özellikleri ayırdedilir. Örneğin tıkızlık, bağlantılılık, sayılabilirlik bu tür değişmezlerdir. Topolojik eşyapısal iki uzaydan biri bu değişmeze sahipse diğeri de buna sahip olmalıdır. Yani, eğer iki uzay için ayrı ayrı bakılan bir değişmez aynı değilse, bu iki uzay eşyapısal olmayacaktır. Yukarıda anılan en eski değişmezlerin hemen ardından inşa edilen klasik değişmezler cebirsel olanlardır.

Matematik'te, Hurwitz zeta fonksiyonu, adını Adolf Hurwitz'ten almıştır, çoğunlukla zeta fonksiyonu denir. Formel tanımı için kompleks değişken s 'in Re(s)>1 ve q 'nun Re(q)>0 yardımıyla

<span class="mw-page-title-main">Tesselasyon</span>

Matematikte bir döşeme, aralarında boşluk bırakmadan veya örtüşmeden bir düzlemi kaplayan düzlemsel şekiller kümesidir. Bu kavram daha yüksek boyutlar için de genellenebilir, bu genişletilmiş anlamı için döşeme yerine tesselasyon terimi kullanılır. Tesselasyon M. C. Escher'in eserlerinde sıkça görülebilir. Tesselasyona sanat tarihi boyunca, antik mimariden modern sanata kadar rastlanabilir.

<span class="mw-page-title-main">Dört yüzlü</span>

Geometride tetrahedron veya dört yüzlü, dört üçgen yüzden oluşan bir çokyüzlüdür (polihedron), her köşesinde üç üçgen birleşir. Düzgün dört yüzlü dört üçgenin eşkenar olduğu bir dört yüzlüdür ve Platonik cisimlerden biridir. Dörtyüzlü, dört yüzü olan tek konveks çokyüzlüdür. Tetrahedron isminin sıfat hali "tetrahedral"dır.

Pearson ki-kare testi nicel veya nitel değişkenler arasında bağımlılık olup olmadığının, örnek sonuçlarının belirli bir teorik olasılık dağılımına uygun olup olmadığının, iki veya daha fazla örneğin aynı anakütleden gelip gelmediğinin, ikiden fazla anakütle oranının birbirine eşit olup olmadığının ve çeşitli anakütle oranlarının belirli değere eşit olup olmadığının araştırılmasında kullanılır. İstatistik biliminin çıkarımsal istatistik bölümünde ele alınan iki-değişirli parametrik olmayan test analizlerinden olan ve ki-kare dağılımı'nı esas olarak kullanan ki-kare testlerinden en çok kullanılanıdır. İngiliz istatistikçi olan Karl Pearson tarafından 1900'da ortaya çıkartılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Sürekli ortamlar mekaniği</span>

Sürekli ortamlar mekaniği, ayrı parçacıklar yerine tam bir kütle olarak modellenen maddelerin mekanik davranışları ve kinematiğin analizi ile ilgilenen mekaniğin bir dalıdır. Fransız matematikçi Augustin-Louis Cauchy, 19. yüzyılda bu modelleri formüle dökmüştür, fakat bu alandaki araştırmalar günümüzde devam etmektedir. 

<span class="mw-page-title-main">Doğrusal olmayan optik</span>

Doğrusal olmayan optik ya da nonlineer optik, ışığın doğrusal olmayan sistem ve malzemelerdeki davranışı ile özelliklerini inceleyen optiğin bir alt dalıdır. Bu malzemelerde elektrik alan () ile polarizasyon yoğunluğu () arasındaki ilişki doğrusal değildir; bu durum daha çok yüksek genlikte (108 V/m seviyelerinde) ışık veren lazerlerde ve lityum niobat gibi kristal yapılarında görülür. Schwinger sınırından daha kuvvetli alanlarda vakum da doğrusallığını kaybeder. Süperpozisyon prensibi bu malzemeler için geçerli değildir.

<span class="mw-page-title-main">Euler dörtgen teoremi</span>

Leonhard Euler (1707–1783) adını taşıyan Euler dörtgen teoremi veya Euler'in dörtgenler yasası, dışbükey bir dörtgenin kenarları ile köşegenleri arasındaki ilişkiyi açıklar. Pisagor teoreminin genellemesi olarak görülebilecek Paralelkenar yasasının bir genellemesidir. Bu nedenle Pisagor teoreminin dörtgenler açısından yeniden ifade edilmesi bazen Euler-Pisagor teoremi olarak adlandırılır.

<span class="mw-page-title-main">Euler teoremi (geometri)</span>

Geometride, Euler teoremi, üçgenin çevrel çemberinin merkezi ve iç teğet çemberinin merkezi arasındaki uzunluğunun aşağıdaki şekilde ifade edildiğini belirtir:

<span class="mw-page-title-main">Jean Gaston Darboux</span> Fransız matematikçi (1842 – 1917)

Jean-Gaston Darboux FAS MIF FRS FRSE, diferansiyel geometri ve analize önemli katkılarda bulunan Fransız matematikçi. Darboux integrali adını ondan almıştır.

<span class="mw-page-title-main">Schlegel diyagramı</span>

Geometride, bir Schlegel diyagramı, bir politopun den e, yüzeylerinden birinin hemen dışındaki bir noktadan iz düşümüdür. Ortaya çıkan varlık, orijinal yüzeyle birlikte orijinal politopa kombinatoryal olarak eşdeğer olan x'teki yüzeyin bir politopal alt bölümüdür. Diyagramın adı,1886'da politopların kombinatoryal ve topolojik özellikleri üzerine çalışmak için bu aracı tanıtan Victor Schlegel'den alınmıştır. Üç boyutta, bir Schlegel diyagramı bir çokyüzlünün bir düzlem şekline iz düşümüdür; dört boyutta ise, 4-politopunun 3-uzayına iz düşümüdür. Bu nedenle, Schlegel diyagramları genellikle dört boyutlu politopları görselleştirme aracı olarak kullanılır.

Matematikte, bir càdlàg fonksiyon, gerçek sayıların bir altkümesi üzerinde tanımlı ve bu tanım kümesinin her noktasında sağdan sürekli, soldan limitli olan bir fonksiyondur. Cadlàg fonksiyonlar, özellikle sıçramaları olan stokastik süreçlerin incelenmesinde önemlidir. Bir tanım kümesi üzerindeki càdlàg fonksiyonların kümesine Skorokhod uzayı denir.