2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7  След.
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение10.10.2010, 18:59 
Заслуженный участник


09/02/06
4401
Москва
Time в сообщении #360770 писал(а):
Расшифруйте тогда, как понимать Ваше утверждение:

Руст в сообщении #360719 писал(а):
В прямой сумме все вектора изотропные (с нулевой нормой).

Я выделил три вектора $a,b,c$ в прямой сумме $C+C$. Речь о том, что все эти три вектора в метрике $C+C$ изотропные, т.е. с нулевой нормой. Чего же тут не понятного.
Просто, когда часть текста отделили от основной части, выделенный кусок выглядит чушью. Вернитесь на то место где это написано и читайте слитно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение10.10.2010, 19:14 


31/08/09
940
Попробуйте сформулировать утверждение снова. Я говорил о неизотропных (с нулевым модулем векторах), а о векторах, имеющих единичный модуль. То есть, о векторах $1$ и $i$. Перечитайте слитно сами исходный пост.

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение10.10.2010, 19:47 


07/09/07
463
Давайте стараться как-то все рассматривать на примерах и не обобщать, как и началось в последних постах. Суть познается на элементарных примерах.
(Просто обобщенные фразы мне тяжелее понимать. А пока обобщение не превратится в конкретный пример, от него толку мало.)
Различие между ортогональностью и перпендикулярностью для меня есть новость. Как и некоторые другие факты, упомянутые здесь.

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение10.10.2010, 20:04 
Заслуженный участник


09/02/06
4401
Москва
Time в сообщении #360795 писал(а):
Попробуйте сформулировать утверждение снова. Я говорил о неизотропных (с нулевым модулем векторах), а о векторах, имеющих единичный модуль. То есть, о векторах $1$ и $i$. Перечитайте слитно сами исходный пост.

Это для удобства я взял изотропные вектора. Вообще то в $C+C$ неравенство треугольника и обратное неравенство может не выполняться, из-за того, что в компонентах (во внутренной) метрике выполняется неравенство треугольника, во внешней обратное. Здесь я немного переборщил.
Поэтому лучше рассмотреть чистые прямые суммы $R+R+...+R$. Тут как впрочем и в $R$ обратное неравенство выполняется для векторов из одинакового сектанта (у которых знаки в каждой компоненте одинаковые. В этом случае обратное неравенство получается из известного неравенства $$\sqrt[n]{\prod_{i=1}^n |a_i+b_i|}\ge \sqrt[n]{\prod_{i=1}^n |a_i|}+\sqrt[n]{\prod_{i=1}^n |b_i|}.$$
Это неравенство имеется в известных учебниках "Неравенства".

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение10.10.2010, 22:53 


07/09/07
463
Time в сообщении #360612 писал(а):
STilda в сообщении #360589 писал(а):
Значит, еще один аспект ортогональности - перпендикуляр к заданной прямой, проходящий через заданную точку задает минимальное расстояние от точки до прямой. Именно отсюда исходит связь ортогональности с метрикой?


Для псевдоевклидовой плоскости, например, экстремальное расстояние от точки до прямой не минимально, а максимально. Именно поэтому тут говорят не о перпендикулярности, а об ортогональности, то есть, вводят новое понятие, обобщающее перпендикулярность. Еще сложнее дело с экстремумами расстояния от точки до прямой обстоит в финслеровых пространствах с полилинейными симметрическими формами вместо скалярного произведения. Тут не один экстремум, а несколько. Какой будем брать? Абсолютный минимум, абсолютный максимум, или один из локальных экстремумов? Как не крути - все важны и одним не обойтись..

О, тут много интересных моментов на которых нужно остановится.
1. "Для псевдоевклидовой плоскости, например, экстремальное расстояние от точки до прямой не минимально, а максимально."
Говоря о прямой мы говорим об евклидовой прямой? Прямая для псевдоевклидовой метрики будет уже соответствовать евклидовой кривой. Правильно?
Если опустить евклидовый перпендикуляр из точки на прямую, то он соответствует максимуму псевдоэвклидовой метрики. Вы про это говорите?
2. По-моему очень важный момент. Говоря про псевдоевклидову плоскость мы рассматриваем точки с координатами $(x,y)$. Но эти координаты - евклидовы, тоесть мы их взяли из декартовой системы координат, мы опускали евклидовы перпендикуляры из точки на евклидово ортогональные оси. Само понятие "координата" должно изменится.
3. "Еще сложнее дело с экстремумами расстояния от точки до прямой обстоит в финслеровых пространствах с полилинейными симметрическими формами вместо скалярного произведения. Тут не один экстремум, а несколько."
Опять вопрос, прямая тут "евклидова" или "финслерова"?
Расстояние от точки до прямой (например до оси системы координат) мы привыкли связывать с координатой точки. В финслеровых пространствах, если экстремумов несколько, само понятие "координата точки" должно меняться. Нет проекции вектора на вектор, раз он проектируется сразу в несколько мест.
Как насчет расстояния от точки до плоскости (до объема, ...), тут тоже множество экстремумов?

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение11.10.2010, 04:25 


31/08/09
940
STilda в сообщении #360878 писал(а):
1. "Для псевдоевклидовой плоскости, например, экстремальное расстояние от точки до прямой не минимально, а максимально."
Говоря о прямой мы говорим об евклидовой прямой? Прямая для псевдоевклидовой метрики будет уже соответствовать евклидовой кривой. Правильно?
Если опустить евклидовый перпендикуляр из точки на прямую, то он соответствует максимуму псевдоэвклидовой метрики. Вы про это говорите?


Говоря о прямой на псевдоевклидовой плоскости обычно имеют ввиду именно псевдоевклидову, а не евклидову прямую или кривую. В противном случае получится сплошная путаница.
С другой стороны, если на евклидовой плоскости расстояние по прямой между двумя точками обладает минимальной длиной, то на псевдоевклидовой (если прямая не лежит на световом конусе) - максимальной длиной (лучше говорить - интервалом).

STilda в сообщении #360878 писал(а):
2. По-моему очень важный момент. Говоря про псевдоевклидову плоскость мы рассматриваем точки с координатами . Но эти координаты - евклидовы, тоесть мы их взяли из декартовой системы координат, мы опускали евклидовы перпендикуляры из точки на евклидово ортогональные оси. Само понятие "координата" должно изменится.


Вы путаете координаты в аффинном пространстве (где нет метрики) и ортогональные координаты в пространстве с евклидовой или c псевдоевклидовой метрикой. Обычно такие координаты не совпадают. И обычно на псевдоевклидовой плоскости координаты с правилом опускания перпендикуляра, работающее на евклидовой плоскости, не используют. Либо аффинные координаты, либо ортогональные псевдоевклидовы, либо, грубо говоря, псевдоевклидовы косоугольные. Особых открытий тут нет, хотя возможности псевдоевклидовой плоскости, особенно в применении к физическим задачам, до сих пор относительно слабо изучены.. Последнее связано с тем, что из всех многомерных псевдоевклидовых пространств, в случае двух измерений плоскости, группа ее конформных преобразований бесконечномерна. Во всех остальных случаях аналогичная группа конечномерна и в некотором смысле двумерное и более мерное псевдоевклидово пространство сильно отличаются друг от друга (как, впрочем, евклидова плоскость и многомерные евклидовы пространства, где наблюдается такая же ситуация с конформными симметриями). Ну да это я ушел сильно в сторону.

STilda в сообщении #360878 писал(а):
Расстояние от точки до прямой (например до оси системы координат) мы привыкли связывать с координатой точки. В финслеровых пространствах, если экстремумов несколько, само понятие "координата точки" должно меняться. Нет проекции вектора на вектор, раз он проектируется сразу в несколько мест.


Во-первых, никто и ничто не запрещает пользоваться аффинными координатами, которым до метрики фиолетово. Во-вторых, в линейных финслеровых пространствах можно пользоваться и "ортогональными" (кавычки поставлены потому, что это уже финслерова ортогональность, или еще можно ее называть трансверсальностью) координатами, просто при этом требуется уточнить, какой тип трансверсальности имеется ввиду. Грубо говоря, у вектора в линейном финслеровом пространстве с полилинейной симметрической формой от нескольких векторов вместо скалярного произведения, несколько "ортогональных" координат. Работать можно с любым набором, нужно лишь следить, что бы их не перепутать.
Но примерно такая же ситуация имеется даже на евклидовой плоскости. Вы имеете полное право работать как с аффинными координатами вектора, так и с полученными при помощи опускания перпендикуляров на оси, но при желании можете договориться опускать на координатные оси не перпендикуляры, а прямые, например, под углом тридцать градусов. Ничего страшного при этом не случится, появится лишь ненужная громоздкость и необходимость выработки новых привычек работы с такими "косыми" координатами.

STilda в сообщении #360878 писал(а):
Как насчет расстояния от точки до плоскости (до объема, ...), тут тоже множество экстремумов?


Естественно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение13.10.2010, 17:42 


31/08/09
940
STilda,
если есть желание попробовать лучше начать разбираться, как в финслеровых аспектах ортогональности, так и в других специфических моментах - обратите внимание на последний топик в теме :

topic29923.html

Может пригодится..

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение14.10.2010, 10:39 


07/09/07
463
Time в сообщении #360905 писал(а):
Вы путаете координаты в аффинном пространстве (где нет метрики) и ортогональные координаты в пространстве с евклидовой или c псевдоевклидовой метрикой. Обычно такие координаты не совпадают. И обычно на псевдоевклидовой плоскости координаты с правилом опускания перпендикуляра, работающее на евклидовой плоскости, не используют. Либо аффинные координаты, либо ортогональные псевдоевклидовы, либо, грубо говоря, псевдоевклидовы косоугольные.

Time,
1. Какие оси координат используют на псевдоэвклидовой плоскости? На примере, пожалуйста. Про пространство Минковского написано, что это пространство с декартовыми осями координат, но просто расстояние между точками с ДЕКАРТОВЫМИ координатами считается по другому. И вот это мне не понятно. В декартовой системе координат, точка $(3,4)$ означает, что ЕВКЛИДОВО расстояние по оси $x$ до начала координат равно $3$ а по оси $y$ равно $4$. Теперь же мы вводим на этих координатах псевдоевклидову метрику. Теперь растояние от точки до начала координат стало не $5$ а $\sqrt{3^2-4^2}$. Сомнение мое такое: Если уж у нас метрика псевдоэвклидова в пространстве, то какое право мы имеем опираться на координаты, полученные из евклидовой метрики $3,4$? Если же, по чесному, не пользоваться евклидовыми расстояниями для получения координат точек, то как их найти? На примере, пожалуйста.

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение14.10.2010, 12:53 


31/08/09
940
STilda в сообщении #361913 писал(а):
Какие оси координат используют на псевдоэвклидовой плоскости? На примере, пожалуйста.


Чаще всего используют ортогональную (в псевдоевклидовом смысле, естественно) линейную систему координат. Причем все такие системы координат точно также равноправны как и их ортогональные линейные координаты на евклидовой плоскости.
Посмотрите на рисунок
http://content.foto.mail.ru/mail/geom2004/1/i-160.jpg
Вверху изображена пара равноправных ортогональных линейных координат на псевдоевклидовой плоскости, а внизу такая же пара ортогональных линейных координат на евклидовой плоскости.
Что касается термина ДЕКАРТОВА система координат, то его применяют и к евклидовым пространствам, и к псевдоевклидовым (самых разных сигнатур), а можно применять и для линейный финслеровых пространств с полилинейной симметрической формой, заменяющей собой скалярное произведение. Слово "декартово" не является синонимом "евклидова". Как правило он просто означает ортогональность координатных прямых (но иногда даже этого не требуют и под декартовыми координатами понимают просто аффинную систему координат). А ортогональность как мы уже обсуждали может быть в самых разных пространствах с совершенно разными свойствами. Например, рисунок в правом верхнем углу на ссылке также соответствует декартовой системе координат на псевдоевклидовой плоскости и он является полным псевдоевклидовым аналогом системы координат на евклидовой плоскости, изображенном в правом нижнем углу. На евклидовой плоскости такие "перекошенные" координатные оси как вверху справа уже обычно не называют декартовыми (если с последними связывают ортогональность). Можно и в обратную сторону аналогичный пример привести. Попробуете сами?

STilda в сообщении #361913 писал(а):
Если же, по чесному, не пользоваться евклидовыми расстояниями для получения координат точек, то как их найти? На примере, пожалуйста.


Вы путаете евклидову прямую и прямую в линейном пространстве с неевклидовой метрикой. Да, многие свойства прямой в одном многомерном линейном пространстве с метрической функцией очень похожи на свойства прямой в другом пространстве. Вы привыкли к евклидовым метрикам и прямым в них, вот и возник самообман, что прямые в псевдоевклидовом пространстве именно что евклидовы. Ничего подобного. Одно из наиболее ярких отличий евклидовой прямой от псевдоевклидовой можно увидеть (правда при желании, так как многие не видят и этого) в том, что на евлидовой прямой нет светового конуса, а на псевдоевклидовой он есть (только выродившийся в точку). Вычислять координаты практически так же как и на евклидовой плоскости это отличие прямых на псевдоевклидовой плоскости не мешает и формально все выглядит очень похоже, что и заставило, по-видимому, Вас мучиться с в общем-то простым вопросом.

Ну и еще по поводу ортогональных координат. Евклидова и псевдоевклидова плоскости в отличие от многомерных евклидовых и псевдоевклидовых пространств имеют бесконечнопараметрические множества НЕЛИНЕЙНЫХ ортогональных координат. Вот это обстоятельство на много интереснее, чем те вопросы, что Вас пока волнуют.
Вот пара примеров ортогональных нелинейных координат. Справа на евклидовой плоскости, слева на псевдоевклидовой.
http://content.foto.mail.ru/mail/geom2004/1/i-28.jpg
http://content.foto.mail.ru/mail/geom2004/1/i-29.jpg
На обоих ссылках - взаимные аналоги. На первом рисунке полярная система координат, а на втором, связанная с точечными диполями. Как говорится, найдите три отличия..

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение14.10.2010, 15:02 


31/08/09
940
Time в сообщении #361951 писал(а):
Справа на евклидовой плоскости, слева на псевдоевклидовой.
http://content.foto.mail.ru/mail/geom2004/1/i-28.jpg
http://content.foto.mail.ru/mail/geom2004/1/i-29.jpg


Извиняюсь, напутал. Слева на рисунках евклидова плоскость, справа - псевдоевклидова. Ну, это и так должно было быть понятно..

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение18.10.2010, 17:58 


07/09/07
463
Time
Может я уже совсем отупел, но у меня пока вопросы по началам. Вот два рисунка. На них точка. Расскажите пожалуйста как определить координаты этой точки. Системы координат - псевдоэвклидовы.
http://rapidshare.com/files/425790180/systems.PNG

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение18.10.2010, 23:17 


31/08/09
940
STilda в сообщении #363290 писал(а):
Может я уже совсем отупел, но у меня пока вопросы по началам. Вот два рисунка. На них точка. Расскажите пожалуйста как определить координаты этой точки. Системы координат - псевдоэвклидовы.


Вы забыли уточнить - это ортогональные псевдоевклидовы координаты или косоугольные? Предположу по умолчанию, что ортогональные. Тогда координаты указанной точки в приведенных координатных осях будут выглядеть так как показано на рисунке в верхнем ряду:
http://content.foto.mail.ru/mail/geom2004/1/i-161.jpg

Для компании показал в нижнем ряду как получаются координаты точек в аналогичных случаях для ортогональных евклидовых координат.

Про финслеровы линейные пространства с их линейными "ортогональными" системами координат лучше пока не буду даже заикаться..

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение19.10.2010, 11:49 


07/09/07
463
Time, спасибо что возитесь со мной. Основной момент меня волнующий это ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ координат. Как вы посчитаете числовые значения координат? Провели прямые, паралельные осям координат, есть точка пересечения. Как определяется числовое значение этой координаты?

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение19.10.2010, 14:56 


31/08/09
940
По каждой из координатных осей выбирается положительное направление и от начала отсчета откладываются единичные вектора. Сколько раз каждый из таких векторов уложится в отрезок между началом отсчета и точкой полученной ортогональной проекции на такую ось, таково и будет конкретное значение соответствующей координаты точки.

STilda в сообщении #363520 писал(а):
Провели прямые, паралельные осям координат, есть точка пересечения.


Это случайное и совсем не обязательное для ортогональной проекции на оси координат свойство. Если система координат косоугольная, а проекции Вы ищите ортогональные, то проектирующие прямые от точки к оси не будут параллельны второй оси.

 Профиль  
                  
 
 Re: Понятие ортогональности
Сообщение19.10.2010, 15:03 


07/09/07
463
Time в сообщении #363564 писал(а):
По каждой из координатных осей выбирается положительное направление и от начала отсчета откладываются единичные вектора. Сколько раз каждый из таких векторов уложится в отрезок между началом отсчета и точкой полученной ортогональной проекции на такую ось, таково и будет конкретное значение соответствующей координаты точки.

Тоесть в данном конкретном случае мы фактически используем понятие визуальной длины отрезка, что соответствует эвклидовому расстоянию.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 100 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7  След.

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group