多维空间中简单图形的分析
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多维空间中简单图形的分析
多维空间是指高于三维空间的空间,
我们无法想象该空间中物体
的形状,
多维空间在现实可能根本就是不存在的。
但是
我们可以依据
现有空间的特性,
进行归纳推理,
以求得多维空间物体的数学特性规
律,这些规律也许在物理和数学领域能起到作
用。
在这里先说明点、线、面、体的概念,本文的这几个概念
与平常
所说的点、线、面、体的概念不同,这几个概念随着空间维数的变化
而不同。例如,三维空间的点、线、面、体的概念和平常的概念是一
致的。而
二维空间所谓的体既是平常所说面,称为二维体,二维面即
是三维空间中的线。
同理推出,
四维空间的四维面指的是三维空间的
三维体,四维空间的四维线即为三维空间的面,以此类推。对于空间
图形同理,
二维空间的正立方体为正方形,
三维正立方体为正立方体,
四维及更高维正立方体的特征将在下文分析。可得下列等式:
三维面
=
二维体
=
四维线
=
五维点
三维体
=
四维面
=
五维线
三维线
=
二维面
=
四维点
我们先看二维和三维空间的特
征,
使用归纳法,
以低维空间的特
征推
导出高维空间的特性。
先看图
1
是二维
空间,
二维体
(即三维面)
如何从二维
面
(三维线)
导出。
二维体是从二点<
/p>
(A,B)
引出线
1
和线
2
,
构造三维面。看图
2
三维立方体体是从三维正方形的四条三维线
(AB,BC,CD,DA)
引出四个垂直的三维面
(
面
1,
面
2,
面
3,
面
4)
,再加上