Кіріспе
Геометрияда гипержазықтық – үш өлшемді кеңістіктегі екі өлшемді жазықтықтың кез келген өлшемді математикалық кеңістікке обобщалануы. Ғарыштық кеңістіктегі жазықтық сияқты гипержазықтық – тегіс гипербет, оның өлшемі қоршаған кеңістіктен бірге кем. Гипержазықтықтың төменгі өлшемді екі мысалы – жазықтықтағы бір өлшемді түзулер және түзудегі нөлдік өлшемді нүктелер. Көбінесе, қоршаған кеңістік n өлшемді Евклид кеңістігі болып табылады, онда гипержазықтықтар (n – 1) өлшемді жазықтықтар болып табылады, олардың әрқайсысы кеңістікті екі жарты кеңістікке бөледі. Гипержазықтыққа қатысты керісу – бұл қозғалыс түрі (нүктелер арасындағы қашықтықты сақтайтын геометриялық түрлендіру), ал барлық қозғалыстар тобы керісулер арқылы туындайды. Дөңес көпбұрыш – жарты кеңістіктердің қиылысы. Евклид емес геометрияда қоршаған кеңістік n өлшемді сфера немесе гиперболалық кеңістік болуы мүмкін, немесе жалпы алғанда псевдо-Риманн кеңістігі түрі, ал гипержазықтықтар – белгілі бір нормальдық геодезияға перпендикуляр нүкте арқылы өтетін барлық геодезиялардан тұратын гипербеттер. Қоршаған кеңістіктің басқа түрлерінде Евклид кеңістігінің кейбір қасиеттері енді маңызды емес. Мысалы, аффиндік кеңістікте қашықтық түсінігі жоқ, сондықтан керісулер мен қозғалыстар да жоқ. Эллипстік кеңістік немесе проективті кеңістік сияқты бағытталмайтын кеңістікте жарты жазықтық түсінігі жоқ. Ең жалпы жағдайда гипержазықтық түсінігі субкеңістіктің өлшемі анықталған кез келген математикалық кеңістікте мағыналы. Субкеңістік пен оның қоршаған кеңістігінің өлшемдерінің айырмасы кодименсия деп аталады. Гипержазықтықтың кодименсиясы 1-ге тең.
In geometry, a hyperplane is a generalization of a two dimensional plane in three dimensional space to mathematical spaces of arbitrary dimension. Like a plane in space, a hyperplane is a flat hypersurface, a subspace whose dimension is one less than that of the ambient space. Two lower dimensional examples of hyperplanes are one dimensional lines in a plane and zero dimensional points on a line. Most commonly, the ambient space is n dimensional Euclidean space, in which case the hyperplanes are the (n − 1) dimensional flats, each of which separates the space into two half spaces. A reflection across a hyperplane is a kind of motion (geometric transformation preserving distance between points), and the group of all motions is generated by the reflections. A convex polytope is the intersection of half spaces. In non Euclidean geometry, the ambient space might be the n dimensional sphere or hyperbolic space, or more generally a pseudo Riemannian space form, and the hyperplanes are the hypersurfaces consisting of all geodesics through a point which are perpendicular to a specific normal geodesic. In other kinds of ambient spaces, some properties from Euclidean space are no longer relevant. For example, in affine space, there is no concept of distance, so there are no reflections or motions. In a non orientable space such as elliptic space or projective space, there is no concept of half planes. In greatest generality, the notion of hyperplane is meaningful in any mathematical space in which the concept of the dimension of a subspace is defined. The difference in dimension between a subspace and its ambient space is known as its codimension. A hyperplane has codimension 1.
Техникалық сипаттама
Геометрияда n өлшемді V кеңістігінің гипержазықтығы – n-1 өлшемді кеңістік немесе, эквивалентті түрде, V-дегі 1 кодименсиялы кіші кеңістік. V кеңістігі Евклид кеңістігі немесе жалпы алғанда аффин кеңістігі, векторлық кеңістігі немесе проективті кеңістігі болуы мүмкін, және гипержазықтық туралы түсінік сәйкесінше өзгереді, себебі осы жағдайларда кіші кеңістіктің анықтамасы әртүрлі; алайда, барлық жағдайларда кез келген гипержазықтықты координаттар арқылы 1 дәрежелі алгебралық теңдеудің шешімі ретінде беруге болады (бұл "кодименсия 1" шектеуіне байланысты). Егер V векторлық кеңістік болса, онда "векторлық гипержазықтықтар" (бұл сызықтық кіші кеңістіктер болып табылады, сондықтан олар координата басынан өтуі керек) және "аффин гипержазықтықтар" (бұл координата басынан өтуі міндетті емес; оларды векторлық гипержазықтықтың жылжуы арқылы алуға болады) ажыратылады. Эвклид кеңістігіндегі гипержазықтық осы кеңістікті екі жарты кеңістікке бөледі және гипержазықтықты өзгеріссіз қалдырып, осы екі жарты кеңістікті ауыстыратын керісуді анықтайды.
Гиперұшақтардың ерекше түрлері
Гипержазықтықтардың нақты бірнеше түрі бар, олардың қасиеттері нақты мақсаттарға өте қолайлы. Осы ерекше жағдайлардың кейбіреулері төменде сипатталған.
Векторлық гиперсарылар
Векторлық кеңістікте векторлық гипержазықтық – кодименсиясы 1 болатын ішкі кеңістік, және тек қана вектор арқылы координаталар басынан жылжытылуы мүмкін, мұндай жағдайда ол жазық деп аталады. Мұндай гипержазықтық – бір сызықтық теңдеудің шешімі болып табылады.
Жобалау гиперсамалдар
Жобалау гипержазылықтары проективті геометрияда қолданылады. Проективті подпространство – кез келген екі нүктесі үшін, осы екі нүкте арқылы анықталатын түзудегі барлық нүктелерді қамтитын нүктелер жиыны. Проективті геометрияны аффинді геометрия ретінде қарастыруға болады, оған жоғалу нүктелері (шексіздіктегі нүктелер) қосылған. Аффинді гипержазылық шексіздіктегі байланысты нүктелермен бірге проективті гипержазылықты құрайды. Проективті гипержазылықтың ерекше жағдайы – шексіз немесе идеалдық гипержазылық, ол шексіздіктегі барлық нүктелер жиынымен анықталады. Проективті кеңістікте гипержазылық кеңістікті екі бөлікке бөле алмайды; керісінше, нүктелерді бөліп, кеңістікті бөлу үшін екі гипержазылық қажет. Бұның себебі – кеңістік негізінен "айналып тұрады", сондықтан жалғыз гипержазылықтың екі жағы бір-бірімен байланысқан.
Қолданбалар
Дөңгелек геометрияда, n өлшемді Эвклид кеңістігіндегі екі бөлек дөңгелек жиынтық гипержазықтықпен бөлінеді, бұл гипержазықтықпен бөлу теоремасы деп аталады. Машиналық оқытуда гипержазықтықтар компьютерлік көру және табиғи тілді өңдеу сияқты міндеттер үшін қолдау векторлық машиналарды құрудың маңызды құралы болып табылады. Дерек нүктесі және оның сызықтық модель арқылы болжанған мәні гипержазықтықты құрайды.
Диэдрлік бұрыштар
Евклид кеңістігіндегі екі параллель емес гипержазылым арасындағы диэдр бұрышы – сәйкес нормаль векторлар арасындағы бұрыш. Екі гипержазылымдағы түрлендірулердің көбейтіндісі – гипержазылымдардың қиылысынан алынған кодименсиясы 2 болатын субкеңістік ос болатын айналу, ал бұрышы гипержазылымдар арасындағы бұрыштың екі еселенгені.
Гиперсамалдарды қолдау
Гипержазықтық H, егер P, H арқылы шектелген екі жабық жарты кеңістіктің бірінде орналасса және P пен H-тың қиылысы полиэдрдің "беті" деп аталатын болса, онда ол полиэдр P-нің "қолдау" гипержазықтығы деп аталады. Полиэдрлер теориясы және беттердің өлшемдері осы гипержазықтықтармен байланысты қиылыстарды қарастыру арқылы талданады.