Кіріспе

Топологияның математикалық саласында, пойыз жолы – бір бетке енгізілген қисықтар жиынтығы, келесі шарттарды қанағаттандырады: қисықтар шектес нүктелер деп аталатын шекті жиынтықта түйіседі. Шектес нүктелерден алыстағанда, қисықтар тегіс болады және бір-біріне жанаспайды. Әр шектес нүктеде үш қисық бірдей жанамамен түйіседі, екі қисық бір бағыттан, ал біреуі басқа бағыттан келеді. Математикада пойыз жолдарының негізгі қолданысы – беттердің ламинацияларын зерттеу, яғни беттердің жабық ішкі жиынтықтарын тегіс қисықтардың біріктірілісіне бөлу. Пойыз жолдары графтарды салуда да қолданылған.

Пойыз жолдары мен ламинация

Беттің ламинациясы — беттің жабық ішкі жиынтығын тегіс қисықтарға бөлу. Пойыз жолдарының зерттелуы бастапқыда мына байқаумен туды: Егер беттегі жалпы ламинацияны алыстан, нашар көретін адам қараса, ол пойыз жолына ұқсайды. Пойыз жолындағы ауыстырғыш ламинациядағы екі параллель қисықтар тобы бірігіп, бір топқа айналатын нүктеге үлгі болады, суретте көрсетілгендей. Ауыстырғыш бір нүктеде аяқталатын және қиылысатын үш қисықтан тұрса да, ламинациядағы қисықтардың соңғы нүктенің өзі болмайды және олар бір-бірімен қиылыспайды. Пойыз жолдарының ламинацияларға қолданылуы үшін, жолдың қисықтары арасындағы беттің байланысқан компоненттері құрайтын пішіндерді шектеу маңызды. Мысалы, Пеннер мен Харер талап етеді, әрбір мұндай компонент, шекарасы бойынша өзінің көшірмесіне біріктірілгенде, құстармен бірге тегіс бет құрады және теріс құсты Эйлер сипаттамасына ие болуы керек. Салмақты немесе өлшенген пойыз жолы — әрбір тармағына тағайындалған теріс емес нақты сан, яғни салмақ бар пойыз жолы. Салмақтар ламинациядан алынған параллель қисықтардың қайсысы ауыстырғыштың қай жағына бөлінетінін модельдеу үшін қолданылуы мүмкін. Салмақтар келесі ауыстырғыш шартын орындауы тиіс: ауыстырғыштағы кіріс тармағына тағайындалған салмақ, сол ауыстырғыштан шығатын тармақтарға тағайындалған салмақтардың қосындысына тең болуы керек. Салмақтар алып жүру ұғымымен тығыз байланысты. Пойыз жолы ламинацияны алып жүреді делінеді, егер пойыз жолының әрбір жапырағы ламинацияның жақын маңайында орналасып, әр тік талшықты көлденең қиып өтсе. Егер әрбір тік талшықтың кейбір жапырақпен қиылысы болса, онда ламинация пойыз жолымен толықтай алып жүріледі.