基因座(數學)
在幾何形狀中,一個基因座(複數: loci )(“位置”,“位置”)是所有點的集合(通常是線,線段,曲線或表面),其位置滿足或為由一個或多個指定條件確定。
滿足某些屬性的要點的集合通常稱為滿足該屬性的點的軌跡。在這種表述中使用奇異的是見證人,直到19世紀末,數學家才考慮無限套裝。他們沒有將線條和曲線視為一組點,而是將它們視為可能位置或可能移動的點的地方。
歷史和哲學
直到20世紀初,幾何形狀(例如曲線)才被視為無限的點。相反,它被認為是一個可能位置或移動點的實體。因此,將歐幾里得平面中的一個圓定義為位於固定點的給定距離的點的軌跡,即圓的中心。在現代數學中,通過將形狀描述為集合,更頻繁地重新制定了類似的概念。例如,一個人說圓是距中心距離距離的一組點。
與設定的理論觀點相反,舊配方避免考慮無限收藏,因為避免實際的無限是早期數學家的重要哲學立場。
一旦設定理論成為整個數學的普遍基礎,該基因詞的術語變得相當老式。然而,這個詞仍然被廣泛使用,主要用於簡潔的公式,例如:
- 關鍵基因座,一個可區分函數的臨界點的集合。
- 零基因座或消失基因座,函數消失的點集,因為它將值零。
- 奇異的基因座,代數品種的單數點的集合。
- 連接度基因座,一個有理函數家族的參數集的子集,該函數集合了該函數的朱莉婭集合。
最近,諸如方案理論以及使用類別理論而不是設定理論來為數學賦予基礎的技術,更像是對軌蹟的原始定義作為對象本身而不是集合的概念要點。
平面幾何形狀的示例
平面幾何形狀的示例包括:
其他基因座的例子出現在數學的各個領域。例如,在複雜的動力學中, mandelbrot集合是複雜平面的子集,可以將其表徵為多項式圖家族的連接度座位。
軌蹟的證明
為了證明幾何形狀是一組條件的正確軌跡,一個通常將證明分為兩個階段:證明滿足條件的所有點在給定形狀上的證明,以及證明證明的證明給定形狀滿足條件。
例子
第一個示例
找到具有給定距離的點p的軌跡k = d 1 / d 2至兩個給定點。
在此示例中,選擇k = 3, a (-1,0)和b (0,2)作為固定點。
- p ( x , y )是基因座的一個點
該方程表示一個圓圈,中心(1/8、9/4)和半徑 。它是由K , a和b的這些值定義的Apollonius圓。
第二個示例
三角形ABC具有長度c的固定側[ AB ]。確定第三個頂點C的軌跡,以使來自A和C的中位數是正交的。
選擇一個正順式坐標系,以便a ( -c /2,0), b ( c /2,0)。 C ( x , y )是可變的第三頂點。 [ BC ]的中心為m ((2 x + c ) /4, y /2)。 C的中位數具有斜率y / x 。中間AM的斜率為2 y /(2 x + 3 c )。
- c ( x , y )是基因座的一個點
- A和C的中位數是正交的
頂點C的基因座是一個圓圈,具有中心(-3 C /4,0)和半徑3 C /4。
第三個示例
一個基因座也可以由兩個相關曲線定義,具體取決於一個共同參數。如果參數變化,則相關曲線的相交點描述了座位。
在圖中,點K和L是給定線m上的固定點。線k是通過k的變量線。通過L的線L垂直於K。角度在K和M之間是參數。 K和L是相關的線,具體取決於公共參數。 K和L的可變交點S描述了一個圓。這個圓是兩個相關線的相交點的軌跡。
第四個例子
點的一個軌跡不必一維(作為圓,線等)。例如,不等式2 x + 3 y - 6 <0的軌跡是平面的一部分,位於方程式2 x + 3 y - 6 = 0的線下。