Кіріспе

Геометрия және топтар теориясында нақты координаттық кеңістіктегі тор – бұл аталған кеңістіктегі нүктелердің шексіз жиынтығы. Тордағы екі нүктенің координаталық қосындысы немесе айырмасы тағы бір тор нүктесін тудырады, тор нүктелерінің барлығы белгілі бір ең аз қашықтықта орналасқан және кеңістіктегі әрбір нүкте тор нүктесінен белгілі бір ең көп қашықтықта болады. Қосу және алу бойынша жабылу, тордың кеңістіктегі нүктелердің қосымша тобының кіші тобы болуын білдіреді, ал ең аз және ең көп қашықтық талаптарын тордың Делоне жиыны екендігі арқылы қорытындылауға болады. Көбірек абстрактілі тұрғыдан алғанда, торды векторлық кеңістікті жабатын өлшемді еркін абелдік топ ретінде сипаттауға болады. Кез келген негіз үшін, негіз векторларының бүтін коэффициенттерімен алынған барлық сызықтық комбинациялардың кіші тобы тор құрайды, және кез келген тор осылайша негізден құрылуы мүмкін. Торды бастапқы жасушамен кеңістікті жүйелі түрде қаптау ретінде қарастыруға болады. Торлар таза математикада, әсіресе Ли алгебралары, сандар теориясы және топтар теориясы салаларында маңызды қолданымдарға ие. Олар сондай-ақ қолданбалы математикада кодтау теориясымен байланысты, кішкентай масштабтағы өзара әрекеттесулерден туындайтын байланысты зерттеу үшін перколяция теориясында, кейбір торлы мәселелердің есептеу қиындығына байланысты криптографияда және физикалық ғылымдарда түрлі жолдармен қолданылады. Мысалы, материалтану және қатты дене физикасында тор – кристалдық құрылымның тірегінің синонимі, ол кристаллдағы атомдар немесе молекулалардың орналасуымен ерекше жағдайларда сәйкес келетін, бір-бірінен тегіс арақашықтықта орналасқан нүктелердің үш өлшемді массиві. Жалпы алғанда, физикада, көбінесе есептеу физикасының әдістерімен тор модельдері зерттеледі.

Симметрияны қарастыру және мысалдар

Желі – n бағыттардағы дискретті трансляциялық симметрияның симметрия тобы. Осы торлы трансляциялық симметрияға ие үлгі, тордың өзінен артық симметрияға ие болмайды, бірақ одан кем симметрияға ие болуы мүмкін. Топ ретінде (геометриялық құрылымын ескермей) желі – шекті түрде туындаған еркін абелдік топ, демек, A желісіне изоморфты. Желі, 3 өлшемді кеңістіктегі, біркелкі араласқан нүктелердің массиві ретінде қарастырылады, мысалы, кристалдағы атомдардың немесе молекулалардың орналасуы, немесе жалпы алғанда, трансляциялық симметрия бойынша топтың әрекетінің орбитасы – бұл трансляциялық желінің трансляциясы: косет, ол міндетті түрде нөлдік нүктеден өте қоймауы мүмкін, сондықтан бұл алдыңғы мағынадағы желі болуы міндетті емес. In желісінің қарапайым мысалы – кіші топ. Күрделірек мысалдарға E8 желісі, бұл желі , және Leech желісі жатады. in кезеңдік желі – 19 ғасырда дамыған эллипстік функцияларды зерттеуде маңызды рөл атқарады; ол абелдік функциялар теориясында жоғары өлшемдерге жалпыланады. Тамыр желілері деп аталатын желілер қарапайым Ли алгебраларының теориясында маңызды; мысалы, E8 желісі сол аттас Ли алгебрасымен байланысты.

Қиыршық жиынтықтардың тор нүктелері

Минковский теоремасы d саны мен симметриялық дөңгелек жиын S көлемін S жиынының ішінде орналасқан тор нүктелерінің санымен байланыстырады. Барлық төбелері тордың элементтері болып табылатын полиэдрдегі тор нүктелерінің саны полиэдрдің Эрхарт полиномы арқылы сипатталады. Осы полиномның кейбір коэффициенттерінің формулалары да d-ге байланысты.

Есептеулік торлы проблемалар

Компьютерлік тор проблемалары компьютер ғылымында кеңінен қолданылады. Мысалы, Ленстра-Ленстра-Ловас тораптық негізді қысқарту алгоритмі (LLL) көптеген ашық кілтті шифрлау схемаларын криптоталдау үшін қолданылған, сондай-ақ, белгілі бір тор проблемаларын есептеу арқылы шешу қиын деген болжамға сүйене отырып, көптеген торға негізделген криптографиялық схемалардың қауіпсіз екендігі мәлім.

Үш өлшемді торлар

3D кеңістіктегі 14 тор түрі Брауэстің торлары деп аталады. Олар ғарыш тобы арқылы сипатталады. Нақты бір типтегі трансляциялық симметрияға ие 3D үлгілердің симметриясы тордың өзінен артық болмайды, бірақ одан кем болуы мүмкін.

Күрделі кеңістіктегі торлар

Тор – нақты векторлық кеңістік ретінде созылатын дискретті кіші топ. Нақты векторлық кеңістіктің өлшемі болғандықтан, тор қатардағы еркін Абель тобы болады. Мысалы, Гаусс бүтін сандары – үстінен негізі ретінде тор құрайды.

Лей топтарында

Жалпы алғанда, G тобындағы Γ торы – дискретті кіші топ, онда G/Γ коэффициенті шекті өлшемге ие, бұл өлшем G тобындағы Haar өлшемінен мұрагерлікпен алынады (солға немесе оңға инвариантты – анықтама осы таңдауға тәуелсіз). Бұл, әрине, G/Γ тығыз болған жағдайда орындалады, бірақ бұл жеткілікті шарт қажет емес, SL2(R) тобындағы модульдік топ мысалында көрініп тұр, ол тор болып табылады, бірақ оның коэффициенті тығыз емес (онында ұштар бар). Ли топтарында торлардың бар екенін көрсететін жалпы нәтижелер бар. Егер G/Γ тығыз болса, онда тор біркелкі немесе кокомпакт деп аталады; әйтпесе, ол біркелкі емес деп аталады.

Қарым-қатынас ұғымдары

Тордың бастапқы элементі – бұл тордағы басқа элементтің оң бүтін еселігі емес элемент.