Вопрос о метрике и неравенстве треугольника.

Сначала небольшая кулстори, пацаны!

Тусовался я как-то в одной группе в ВК, где, знаете, прорывные технологии, передовая, но не признанная косным сообществом наука, Эйнштейн - жидомасон, ученые все нам врут, а сами ничего не понимают ну и так далее. Думаю, вы понели. Ну, группа не очень фимозная, поэтому меня там еще не забанили, хотя я там постоянно топлю за всякие квантовые механики, теории относительности и общую алгебру. И зашла речь о пространство теории относительности и вообще о гравитации. Ну, местный контингент, конечно, начал говорить, что, дескать, кривые пространства - это бред сумасшедшего, вот же, посмотрите, кругом все прямое. А я решил, что неплохо бы показать этим товарищам, что кривизну не так-то легко заметить, а с чего начать? А надо как-то определить кривизну, чтобы получить какие-то объективные критерии.


И я подумал, а вот интересно, какой нужен минимальный набор аксиом на произвольном множестве, чтобы на этом множестве можно было определить кривизну, ну такую, чтобы была похожа на кривизну в ОТО? Желательно, не используя координат и понятия размерности, ну чтобы меньше можно было к чему докопаться, и чтобы было больше похоже на афинное, а не векторное пространство.


Первым делом, кроме самого множества, я решил, что перво-наперво надо ввести понятие "дистанции" между элементами. Это почти та же самая всем известная метрика на метрическом пространстве с одним исключением - я не использовал неравенство треугольника, вместо него просто постулировал неотрицательность дистанции. Вообще, когда я над этим над всем думал, я как-то и забыл про то, что есть метрические пространства, точнее про то, какие у них аксиомы. Ну я там еще аксиоматически навводил всякие ограничение на дистанцию, чтобы непрерывность получалась, к примеру, чтобы линии можно было определить. И вроде все получалось, пока я не вспомнил про метрические пространства и не полез смотреть у них аксиомы. А там - неравенство треугольника. А я в своих рассуждениях его не использовал, и вроде бы все было не плохо.


И теперь вот у меня ко всем к вам вопрос - а зачем нужно неравенство треугольника в определении метрического пространства? Какую роль оно играет? Это довольно сложное условие, нельзя ли его заменить на что-то более простое, чтобы оно выводилось как теорема?


Вот, для примера, возьмем евклидово пространство, но вместо обычной, стандартной метрики возьмем на нем квадрат от стандартной метрики. Это не будет метрика в смысле нормального определения метрики, так как в треугольнике со сторонами 3, 3, 5, например, неравенство треугольника нарушается. Но чем такая "типа метрика" хуже стандартной метрики, если существует даже дискретная метрика, где расстояние между всеми несовпадающими точками равно 1 и это ок?

Споры о науке

248 постов1.5K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

Уважайте оппонентов и аргументируйте свои доводы. Ссылки на соответствующую литературу приветствуются.

DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Это вы у катющика или как там этого наркомана художника фамилия, в гостях побывали?

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Не, не у него.

Автор поста оценил этот комментарий

Ещё раз. Мы друг друга не понимаем. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%B2...

Я об этом неравенстве говорю.

вот тр-к 3 - 3 - 5:

3<5+3

3<3+5

5<3+3


А ты корень забыл вычленить.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Я не забыл. Я специально так функцию расстояния ввел.Ну еще уточнить надо, что когда я писал "3,3,5" - это имелось в виду длины в нормальной метрике, но в "типа метрике" этот же треугольник будет иметь длины сторон "9,9,25". На евклидовом пространстве функция расстояния вводится обычно ну ты понял, как, но это не значит, что ее можно ввести только так. Я могу придумать настоящую метрику(с выполнением неравенства), которая не будет совпадать со стандартной. Тогда вопрос будет в том, чем эта нестандартная метрика лучше моей квадратичной "типа метрики".

Автор поста оценил этот комментарий

Неравенство треугольника надо проверять. И для сферической поверхности тоже - я с углами разобрался, а с длинами пока не очень.

Поверхность сферы - двумерное пространство с ненулевой кривизной.

Трёхмерное пространство с ненулевой кривизной я даже представить затрудняюсь пока что.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Я сначала тоже думал, что на сфере метрика не удовлетворяет неравенству треугольника, но оказалось, что не все так просто.

Навскидку, на сфере функцию расстояния можно ввести двумя разными способами: Как расстояние между точками в объемлющем трехмерном пространстве и как расстояние по длинам дуг больших окружностей сферы. В первом случае точно выполняется неравенство треугольника. Во втором случае тоже, но я не совсем уверен.

Автор поста оценил этот комментарий

Неравенство треугольника, по идее, как раз и задаёт "нулевую" кривизну.

Потому что на поверхности сферы сумма углов треугольника может быть, скажем, 270 градусов (отрезаем 1/8 сферы тремя перпендикулярными резами).

А значит, можно попробовать построить даже треугольник с пересекающимися сторонами.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Не, ну смотри, кривизна пространства ОТО как раз и задается некоторой метрикой, очевидно, что это не евклидова метрика, иначе пространство ОТО было бы обязательно плоским, при этом метрика любая(нормальная, а не то, что я тут у себя описал) удовлетворяет неравенству треугольника.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Чувак, я, конечно, не математик, но ты, если я ничего не путаю, только что прошёл половину пути Лобачевского.

А именно, он тоже от одной из аксиом Евклидовой геометрии (сумма углов треугольника равна 180 градусам) отказался и построил неевклидово пространство, неплохо описывающее какие-то принципы, которые, сука, подошли к нашему пространству чуть ли не лучше Евклидовых.

Загугли, ты в этом быстрее разберёшься.


Правда, в треугольнике "3, 3, 5" неравенство не нарушается.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Как это не нарушается? 3 в квадрате - 9. 9+9=18. 5 в кавадрате = 25. 18 <25.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Чувак, я, конечно, не математик, но ты, если я ничего не путаю, только что прошёл половину пути Лобачевского.

А именно, он тоже от одной из аксиом Евклидовой геометрии (сумма углов треугольника равна 180 градусам) отказался и построил неевклидово пространство, неплохо описывающее какие-то принципы, которые, сука, подошли к нашему пространству чуть ли не лучше Евклидовых.

Загугли, ты в этом быстрее разберёшься.


Правда, в треугольнике "3, 3, 5" неравенство не нарушается.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Не, это я знаю, только там другая тема была: у Евклида была аксиома о параллельных(ну если кратко, то что прямых, проходящих через данную точку и не пересекающих некоторую заданную прямую - не более одной(в планиметрии)), которая столетиями не нравилась многим геометрам, так как на фоне прочих аксиом казалась очень сложной и избыточной, и они пытались вывести ее из других аксиом, доказав таким образом, что она не нужна. А Лобачевский по приколу решил, а почему бы не заменить эту аксиому на полную противоположность? Ну, типа, для любой данной прямой существует более одной прямой, проходящей через заданную точку и не пересекающих данную. По идее, если эта аксиома о параллельности не является самостоятельной, получилось бы какое-нибудь противоречие, но оказалось, что аксиома о параллельности не зависит от других аксиом и получилась геометрия Лобачевского.


У меня немного иначе дела - я пытаюсь понять, зачем неравенство треугольника, чтобы решить, нужно оно для кривизны, или не нужно. Кроме того, нельзя просто убрать его и ничем не заменить, так как сразу же такая "типа метрика" может быть отрицательной, что нам не подходит.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Неравенство треугольника гласит, что длина одной стороны всегда меньше суммы двух других. А ты говоришь о теореме Пифагора, которая верна для прямоугольного треугольника.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Я ничего не говорю о теореме Пифагора. Можешь квадраты заменить на кубы и вообще на любую степень больше 1(наверное) - получишь то же самое нарушение.

В нормальной евклидовой метрике на векторном пространстве с ортонормированным базисом расстояние между векторами (x1, y1), (x2, y2) вычисляется так:

d = sqrt((x1 - x2)^2 + (y1 - y2)^2).

В приведенном примере примере "типа метрики" оно будет вычисляться вот так:

d = (x1 - x2)^2 + (y1 - y2)^2.

показать ответы