双曲面模型
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1f/HyperboloidProjection.png/220px-HyperboloidProjection.png)
在幾何學中,雙曲面模型(hyperboloid model),也稱為閔可夫斯基模型(Minkowski model)或洛倫茲模型(Lorentz model),分別冠以赫爾曼·閔可夫斯基與亨德里克·洛倫茲的名字。是 n-維雙曲幾何的一個模型,其中點由 (n+1)-維閔可夫斯基空間中雙葉雙曲面的向前葉 S+ 中的點表示,而 m-維平面由閔可夫斯基空間中的 (m+1)-維平面與 S+ 的交集表示。雙曲距離函數在這個模型中有一個簡單的表達式。n-維雙曲空間的雙曲面模型與凱萊-克萊因模型密切相關:兩者都是射影模型,它們的等距群是射影群的一個子群。
闵可夫斯基二次型
[编辑]如果 (x0, x1, …, xn) 是 (n+1)-维坐标空间 Rn+1 中一个向量,闵可夫斯基二次型定义为
向量 v∈ Rn+1 使得 Q(v) = 1 构成一个 n-维双曲面 S,由两个连通分支(或说叶)组成:向前或未来叶 S+,其中 x0>0 与向后叶或过去叶 S−,其中 x0<0。n-维双曲面模型中的点是向前叶 S+ 上的点。
具体地
S+ 中两点 u 与 v 的双曲距离由公式
给出。
等距
[编辑]不定正交群 O(1,n),也称为 (n+1)-维洛伦兹群,是保持闵可夫斯基双线性形式的实 (n+1)×(n+1) 矩阵形成的李群。换种语言说,它是闵可夫斯基空间的线性等距群。特别地,这个群保持双曲面 S。O(1,n) 保持第一个坐标的符号的子群是正时洛伦兹群,记作 O+(1,n)。它的行列式为 1 矩阵的子群 SO+(1,n) 是一个 n(n+1)/2 维连通李群,通过线性自同构作用在 S+ 上且保持双曲距离。这个作用是传递的,向量 (1,0,…,0) 的稳定子由如下形式矩阵组成
这里 A 属于紧特殊正交群 SO(n)(推广了 n=3 的旋转群)。从而 n-维双曲空间是一个齐性空间以及秩为 1 的黎曼对称空间,
事实上,群 SO+(1,n) 是 n-维双曲空间保持定向的整个等距群。
相关条目
[编辑]参考文献
[编辑]- Alekseevskij, D.V.; Vinberg, E.B.; Solodovnikov, A.S., Geometry of Spaces of Constant Curvature, Encyclopaedia of Mathematical Sciences, Berlin, New York: Springer-Verlag, 1993, ISBN 3-540-52000-7
- Anderson, James, Hyperbolic Geometry, Springer Undergraduate Mathematics Series 2nd, Berlin, New York: Springer-Verlag, 2005, ISBN 978-1-85233-934-0
- Ratcliffe, John G., Foundations of hyperbolic manifolds, Berlin, New York: Springer-Verlag, 1994, ISBN 978-0-387-94348-0, Chapter 3
- Ryan, Patrick J., Euclidean and non-Euclidean geometry: An analytical approach, Cambridge, London, New York, New Rochelle, Melbourne, Sydney: Cambridge University Press, 1986, ISBN 0-521-25654-2