Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár & Óbudai Egyetem, Budapest. 2015. június 20.



Hasonló dokumentumok
Előzmények: matematika Előzmények: fizika Az általános relativitáselmélet Furcsa következmények Tanulságok. SZE, Fizika és Kémia Tsz. v 1.

Segítség és útmutatás az eligazodáshoz

A GEOMETRIAI PARADIGMAVÁLTÁS HATÁSA

1. A Hilbert féle axiómarendszer

A TANTÁRGY ADATLAPJA

A térképen ábrázolt vonal: - sík felület egyenese? - sík felület görbéje? - görbült felület egyenese ( geodetikus )? - görbült felület görbéje?

A térképen ábrázolt vonal: - sík felület egyenese? - sík felület görbéje? - görbült felület egyenese ( geodetikus )? - görbült felület görbéje?

Miért érdekes a görög matematika?

ERŐ-E A GRAVITÁCIÓ? 1

ERŐ-E A GRAVITÁCIÓ? 1. példa:

Friedmann egyenlet. A Friedmann egyenlet. September 27, 2011

Fejezetek az abszolút geometriából 6. Merőleges és párhuzamos egyenesek

Geometria. a. Alapfogalmak: pont, egyenes, vonal, sík, tér (Az alapfogalamakat nem definiáljuk)

BEVEZETÉS. Dr. Madaras Lászlóné 1

2. A tantárgy tartalma Előadás Az axiomatikus módszer a matematikában. A geometria axiomatikus megalapozásáról.

Geometriai axiómarendszerek és modellek

Kártyázzunk véges geometriával

1. FELADATSOR. x = u + v 2, y = v + z 2, z = z. u y + z. u x + y. v x + y. v y + z. w x + y. w y + z

10. Tétel Háromszög. Elnevezések: Háromszög Kerülete: a + b + c Területe: (a * m a )/2; (b * m b )/2; (c * m c )/2

Háromszögek, négyszögek, sokszögek 9. évfolyam

Kettő és fél dimenzió

Síkgeometria 12. évfolyam. Szögek, szögpárok és fajtáik

Bevezetés a síkgeometriába

a geometria axiómái Vincze Csaba Debreceni Egyetem szeptember 27.

Gondolatok a téridő alapvető geometriai jellegéről

Geometriai alapok Felületek

Minden matematikai elmélet fogalmak és állítások gyűjteményeként fogható fel. Az

Koordináta-geometria feladatgyűjtemény

MTB1005 Geometria I előadásvázlat

Matematika C 10. osztály 10. modul Bolyai-geometria (Hiperbolikus geometria)

Bevezetés a görbe vonalú geometriába

A hiperbolikus síkgeometria Poincaré-féle körmodellje

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

METRIKA. 2D sík, két közeli pont közötti távolság, Descartes-koordinátákkal felírva:

Az általános relativitáselmélet logikai alapjai

Dobó Andor. Az elliptikus geometriának a Riemann-féle (gömbi) modellje lényegesen különbözik a Dobóféle

Az Yff pontok vizsgálata különböző geometriákban

Geometria 1 összefoglalás o konvex szögek

Trigonometrikus összefüggések a Cayley-Klein-modellben

3. tétel Térelemek távolsága és szöge. Nevezetes ponthalmazok a síkon és a térben.

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi második fordulójának feladatmegoldásai. x 2 sin x cos (2x) < 1 x.

Játékok matematikája

A Fermat-Torricelli pont

Fekete lyukak, gravitációs hullámok és az Einstein-teleszkóp

ÖSSZEHASONLÍTÓ GEOMETRIA BEVEZETÉS

Klár Gergely 2010/2011. tavaszi félév

Feladatsor A differenciálgeometria alapja c. kurzus gyakorlatához

Milyen a modern matematika?

Koordináta geometria III.

Riemanngeometria 1 c. gyakorlat A Riemann-terekkel kapcsolatos fogalmak, jelölések

Szemle Iskolakultúra 2002/12. Nem euklideszi geometriák az iskolában

Emlékeztető: az n-dimenziós sokaság görbültségét kifejező mennyiség a Riemann-tenzor (Riemann, 1854): " ' #$ * $ ( ' $* " ' #µ

Összehasonlító vizsgálatok a gömb és a sík geometriájában

Láthatjuk, hogy az els szám a 19, amelyre pontosan 4 állítás teljesül, tehát ez lesz a legnagyobb. 1/5

Fejezetek a Matematika

Hasonlóság. kísérleti feladatgyűjtemény POKG osztályos matematika

CIKKSOROZAT A KITERJESZTETT BOLYAI GEOMETRIÁRÓL: II. KÉT SEJTÉS KITERJESZTETT GEOMETRIÁK KOSZINUSZTÉTELEIRŐL

Erd os-szekeres-t ıpus u t etelek konvex lemezekre

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Geometria V.

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2016/2017-es tanév Kezdők III. kategória I. forduló

A MAGYAR TUDOMÁNY NAPJA ERDÉLYBEN 2017

Koordinátageometria Megoldások

GEOMETRIA. b a X O Y. A pótszögek olyan szögpárok, amelyek az összege 90. A szögek egymás pótszögei. b a

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Geometria I.

Koordináta-geometria feladatgyűjtemény (A feladatok megoldásai a dokumentum végén találhatók)

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

Bevezetés az elméleti zikába

Nagy András. Feladatok a koordináta-geometria, egyenesek témaköréhez 11. osztály 2010.

OTKA szakmai beszámoló T48878

KOORDINÁTA-GEOMETRIA

Geometria és topológia

A dobó-topa-transzformáció egy újabb tulajdonságáról

A relativitáselmélet világképe

Szeminárium. Kaposvári István október 01. Klasszikus Térelmélet Szeminárium

EÖTVÖS LORÁND SZAKKÖZÉP- ÉS SZAKISKOLA TANÍTÁST SEGÍTŐ OKTATÁSI ANYAGOK MÉRÉS TANTÁRGY

Az Einstein egyenletek alapvet megoldásai

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Koordináta-geometria

Egybevágóság szerkesztések

A lehetetlenségre visszavezetés módszere (A reductio ad absurdum módszer)

Záróvizsga tételek matematikából osztatlan tanárszak

This article shows a new approximation cosinus theorem of geometry of Bolyai, Euclides and Riemann. From this pont of view these are special cases.

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2012/2013-as tanév 2. forduló haladók II. kategória

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉP SZINT. Koordináta-geometria

HASONLÓSÁGGAL KAPCSOLATOS FELADATOK. 5 cm 3 cm. 2,4 cm

OKLEVÉLKÖVETELMÉNYEK MÓDOSÍTOTT VÁLTOZAT Egyszakos matematikatanár szak (régi képzés)

FELVÉTELI VIZSGA, július 17.

A híres Riemann-sejtés

Geometria I. Vígh Viktor

2. Síkmértani szerkesztések

Lehet hogy igaz, de nem biztos. Biztosan igaz. Lehetetlen. A paralelogrammának van szimmetria-középpontja. b) A trapéznak két szimmetriatengelye van.

Önéletrajz SZILÁGYI BRIGITTA SZEMÉLYES ADATOK:

Geometriai feladatok, 9. évfolyam

Síkbeli egyenesek. 2. Egy egyenes az x = 1 4t, y = 2 + t parméteres egyenletekkel adott. Határozzuk meg

Az R halmazt a valós számok halmazának nevezzük, ha teljesíti az alábbi 3 axiómacsoport axiómáit.

5. házi feladat. AB, CD kitér élpárra történ tükrözések: Az ered transzformáció: mivel az origó xpont, így nincs szükség homogénkoordinátás

4) Az ABCD négyzet oldalvektorai körül a=ab és b=bc. Adja meg az AC és BD vektorokat a és b vektorral kifejezve!

EUKLIDÉSZ ÉS BOLYAI PÁRHUZAMOSAI: A GÖRÖG ÉS A MODERN TRAGIKUM SZIMBÓLUMAI

Csod alatos geometria

CONVEXITY AND NON-EUCLIDEAN GEOMETRIES

Moussong Gábor. A Poincaré-sejtés

Átírás:

A görbületek világa 1 Kristály Sándor Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár & Óbudai Egyetem, Budapest 2015. június 20. 1 Az MTA Bolyai János Kutatói Ösztöndíj által támogatott kutatás.

Eukleidészi világnézet Eukleidész: Kr. e. 300, Alexandria Eukleidészi posztulátum: Ha egy egyenes úgy metsz két másikat, hogy az egyoldalon fekvő belső szögek összege két derékszögnél kisebb, akkor a két másik egyenes találkozzon egymással, ha végtelenül meghosszabbítjuk őket, éspedig azon az oldalon, ahol a szögek összege kisebb két derékszögnél; Párhuzamossági tranzitivitás: d 1 d 2 és d 2 d 3 d 1 d 3 ; Háromszög szögeinek összege pontosan 180 0. Egyenesek: a legrövidebb hosszúságú görbék.

Eukleidészi világnézet Eukleidész: Kr. e. 300, Alexandria Aquinói Szt. Tamás (Summa contra Gentiles, 13. sz.) a Mindenhatósági Paradoxonról: Tud-e Isten olyan háromszöget alkotni, melynek szögösszege 180 0? Immanuel Kant (A tiszta ész kritikája, 18. sz.): Az euklideszi axiómák a tapasztalást szükségszerűen megelőző emberi ismeretek. Párhuzamossági axióma megtámadása!

Gömbi geometria Egyenesek helyett főkörök (geodetikus vonalak); Geodetikus háromszög szögeinek összege >180 0 : Mercator-térkép (térképészet); Megjelenik a görbület: a metszetgörbület K = 1 R 2 ; Ha R, akkor K 0: flat eset. Föld esetén: R közép = 6372, 797km, K közép 2.5 10 8.

Hiperbolikus geometria Úttörők Bolyai János (1802-1860); Carl Friedrich Gauss (1777-1855); Nyikolaj Ivanovics Lobacsevszkij (1792-1856). Az elmélet kiépítése 1860-tól: Arthur Cayley, Felix Klein, Eugenio Beltrami, Henri Poincaré, Bernhard Riemann, Paul Finsler, stb.

Hiperbolikus geometria Úttörők Bolyai János (1802-1860); Carl Friedrich Gauss (1777-1855); Nyikolaj Ivanovics Lobacsevszkij (1792-1856). Az elmélet kiépítése 1860-tól: Arthur Cayley, Felix Klein, Eugenio Beltrami, Henri Poincaré, Bernhard Riemann, Paul Finsler, stb.

Hiperbolikus geometria I Egy egyenesen kívül eső ponton több párhuzamos is huzható; Párhuzamossági tranzitivitás: nem teljesül! Háromszög szögeinek összege <180 0. Mik a geodetikus vonalak?

Hiperbolikus geometria II: példák

Hopf-klasszifikáció (Riemann sokaságok)

Riemann geometria és a relativitáselmélet B. Riemann: 1870-es évek Einstein egyenlet (általános relativitáselmélet): G ij + Λg ij = 8πG c 4 T ij. A tér(idő) negatívan meggörbül a gravitáció hatására: nem-eukleidészi geometria; Alátámasztás: csillagok mellett elhaladó fény meghajlása.

Riemann geometria és a relativitáselmélet B. Riemann: 1870-es évek Einstein egyenlet (általános relativitáselmélet): G ij + Λg ij = 8πG c 4 T ij. A tér(idő) negatívan meggörbül a gravitáció hatására: nem-eukleidészi geometria; Alátámasztás: csillagok mellett elhaladó fény meghajlása.

Busemann (vagy Thalész) egyenlőtlenség H. Busemann: 1950-es évek eleje Egy (M, d) metrikus tér Busemann-görbült, ha minden γ 1, γ 2 : [0, 1] M geodetikus vonal esetén, melyekre γ 1 (0) = γ 2 (0), teljesül d ( γ 1 ( 1 2 ), γ 2 ( 1 2 )) 1 2 d(γ 1(1), γ 2 (1)). [Középvonal hosszúsága nem nagyobb, mint a hozzatartozó alapvonal hosszúságának fele.] Eukleidészi eset:

Thalész tétele Riemann esetben Busemann (1955): Legyen (M, g) egy Riemannian sokaság. (M, d g ) Busemann-görbült akkor és csakis akkor, ha az (M, g) szekcionális görbülete nem-pozitív. Nyílt kérdés (Busemann, 1955): Milyen nem-pozitívan görbült Finsler sokaságok lesznek Busemann-görbültek? Fontos kérdés alkalmazások perspektívájából (is)!!! spaces Euclidean

Thalész tétele Riemann esetben Busemann (1955): Legyen (M, g) egy Riemannian sokaság. (M, d g ) Busemann-görbült akkor és csakis akkor, ha az (M, g) szekcionális görbülete nem-pozitív. Nyílt kérdés (Busemann, 1955): Milyen nem-pozitívan görbült Finsler sokaságok lesznek Busemann-görbültek? Fontos kérdés alkalmazások perspektívájából (is)!!! spaces Euclidean

Thalész tétele Riemann esetben Busemann (1955): Legyen (M, g) egy Riemannian sokaság. (M, d g ) Busemann-görbült akkor és csakis akkor, ha az (M, g) szekcionális görbülete nem-pozitív. Nyílt kérdés (Busemann, 1955): Milyen nem-pozitívan görbült Finsler sokaságok lesznek Busemann-görbültek? Fontos kérdés alkalmazások perspektívájából (is)!!! spaces Euclidean

Finsler-Poincaré korong, K = 1/4 Fekete lyukak leírása M = { (x 1, x 2) R 2 : x 2 1 + x 2 2 < 4 }. Nem-reverzibilis Finsler metrika M en: 1 F ((r, θ), V) = p2 + r 2 q 2 + pr, V = p 1 r2 1 r4 r +q θ T (r,θ)m. 4 16 d F ( M, (0, 0)) = ln 2; d F ((0, 0), M) = +. Ábra :(a) d F (p 1, p 2 ) = 2.88728399 és d F (m 1, m 2 ) = 1.71860536

Nem-projektív Finsler metrika; görbület 0 M = { p = ((x 1, x 2), x 3) R 2 R m 2 : x 2 1 + x 2 2 < 1 }, m 2; y = ((y 1, y 2), ỹ 3) T pm = R m legyen ( x 2y 1 + x 1y 2) 2 + y 2 (1 x 2 1 F (p, y) = x2 2 ) ( x2y1 + x1y2) 1 x 2 1. x2 2 Ábra : (a) m = 2, d F (p 1, p 2 ) = 1 és d F (m 1, m 2 ) = 0.629171204; (b) m = 3, d F (p 1, p 2 ) = 1.63538395 és d F (m 1, m 2 ) = 1.03707673

Busemann kérdése Válasz Berwald terekre Tétel (A. Kristály, L. Kozma; J. Geom. Phys., 2006) Minden nem-pozitívan görbült Berwald tér egyben Busemann-görbült is (teljesül Thalész tétele). spaces Euclidean Következmény γ 1, γ 2 geodetikusok. Ekkor t d F (γ 1 (t), γ 2 (t)) konvex. Megjegyzés: űrhajók burkolatának optimalizálása (IMPAN) geodetikus konvexitás.

Weber optimizáció Torricelli pont: a pap és a három falu min S (AS + BS + CS) = AT + BT + CT; Analitikusan nem számolható ki a T pont helyzete (Galois elmélet).

Létezési és egyértelműségi tételek igazolása A. Kristály, Á. Róth, G. Moroşanu, J. Optim. Theory Appl., 2008 min (SP 1 + SP 2 + SP 3 ) = T f P 1 + T f P 2 + T f P 3 ; S (S α) min (P 1S + P 2 S + P 3 S) = P 1 T b + P 2 T b + P 3 T b. S (S α)

Vízesés Finsler-Poincaré modell Hogyan mozgassuk az M S anyahajót a vízen, hogy a mentőcsónakok minimális idő alatt elérjék a sétahajókat?

Köszönöm a figyelmet/türelmet!