Левый и правый трилистники,- разные узлы, их нельзя продеформировать друг в друга. Под деформацией узла понимается деформация его как эластичного тела.
Вслед за трилистником по сложности идёт узел восьмёрка, своей формой напоминающей цифру 8:
Узел восьмерка
Обычно узлы рассматривают с ориентацией, т. е. считают, что задано направление обхода кривой, это направление изображается стрелкой.
Дадим математически строгое определение эквивалентности узлов. Напомним, что узел — это ломаная. С этой ломаной можно производить следующие элементарные операции
B
два последовательных звена AS и ВС ломаной заменить звеном АС;
звено АС заменить двузвенной ломаной АВ U ВС.
Обе операции разрешены, только если треугольник ABC не пересекается (в пространстве) ни с какими другими кусками нашего узла. Например, в ситуациях, показанных на рис. 8 (а), (б) эти операции производить можно, а в ситуации, показанной на рис. 8 (в), — нельзя.
(а) (б) (в)
Рисунок 8
Определение 1. Теперь назовём два узла эквивалентными, если их можно элементарными операциями превратить в совершенно одинаковые (совмещаемые сдвигом) узлы.
Например, тривиальный узел эквивалентен плоскости окружности.
Введем еще два понятия.
Определение 2. Узлы и зацепления, которые можно продеформировать друг в друга, называют изотопными.
Определение 3. Узел называется обратимым, если он эквивалентен своему обратному, т.е. тому же узлу, проходимому в обратном направлении.
Пример. Трилистник обратим, так как направление обхода можно заменить на обратное плавным поворотом на 180° вокруг оси l.
Среди узлов, имеющих не более 8 пересечений, есть только один необратимый: это узел 817 (см. таблицу узлов в иллюстрации 3).
Распознать, обратим ли данный узел, непросто. Первое строгое доказательство необратимости было проведено только в 1962 году. Общего алгоритма для решения этой проблемы не найдено до сих пор.
Деформируя узел, его можно сильно запутать. А если даже такой простой узел как трилистник или восьмёрка, запутан не очень сильно, то распознать его бывает нелегко. Посмотрите, пожалуйста, на вторую иллюстрацию:
Не сразу заметно, что в верхнем углу изображён один и тот же узел (трилистник) и на нижнем ряду тоже (восьмёрка). Более того, некоторые изображения трилистника очень похожи на изображения восьмёрки.
Зацепления.
Если взять не одну нить, а несколько, и у каждой из них соединить концы, то получим зацепление.
На доске изображены три зацепления, они имеют определённые названия:
Для зацепления Хопфа существует симметрия относительно прямой, которая меняет местами нити (меняются местами компоненты зацепления). Симметрия относительно прямой в пространстве является поворотом на 180° относительно этой прямой. Поэтому существует деформация, которая меняет местами компоненты зацепления Хопфа.
Рассмотрим зацепление Уайтхеда. Перережем компоненту (нить) 1 в верхней части на нашем рисунке, затем проведём через этот разрез ту же самую нить ровно один раз и вновь соединим концы перерезанной нити. После этого, нити, из которых состоит зацепление, можно будет расцепить. Как проделать эту операцию для нити 1,- очевидно. Как сделать ту же самую операцию для нити 2 мы рассмотрим чуть позже, когда будем решать задачи.
Зацепление Борромео (такие кольца нарисованы на гербе знаменитого рода Борромео):
Зацепление Борромео имеет интересные свойства:
Эти кольца попарно не зацеплены, то есть после удаления любого кольца, остаётся пара незацеплённых колец;
Если любые два из колец Борромео зацепить простейшим образом (то есть так, чтобы они образовали зацепление Хопфа), то после этого третье кольцо можно будет снять с этого зацепления.
Существует бесконечное множество разных типов узлов и зацеплений. Типы узлов (зацеплений) принято классифицировать следующим образом. Для их классификации составляют таблицы узлов (иллюстрация 3) — перечень всех простых узлов, допускающих проекции на плоскость.
Для облегчения поиска узлы имеют стандартное обозначение: первая цифра указывает число пересечений, а вторая (расположенная в индексе) — порядковый номер узла.
Новости образования:
Оценка степени сформированности мотивации к изучению химии у учащихся
предпрофильных классов
Любую деятельность, включая учебно-познавательную, можно стимулировать, основываясь на потребностях человека. Нами было проведено исследование уровня сформированности мотивации к изучению химии, заключающееся в анкетировании учащихся (см. Приложение 2). Разработанная анкета состоит из двух блоков « ...
Метод проектов в зарубежном и
российском образовании
Метод проектов возник в 1920-е гг. в сельскохозяйственных школах США в связи развивающейся там все шире и шире идеей трудовой школы. В европейских языках слово "проект" заимствовано из латыни: причастие projectus означает "выброшенный вперед", "выступающий", "брос ...
Формы организации учебной работы в начальных классах
Форма — это внутренняя структура, строение, связь. Когда мы говорим о формах обучения, то имеем в виду то или иное строение учебных занятии, организацию учебной деятельности учители и учащихся. Развитие общества требовало все большего числа грамотных людей. Как выражение этой потребности и возникае ...