Кіріспе
Геометрияда, Герман Шварц атымен аталған Шварц үшбұрышы – бұл сфераны қаптауға (сфералық мозаикаға) қолданылатын, қабырғаларына қарайтын шағылыстар арқылы, мүмкін жабысып, сфераны толық жабатын сфералық үшбұрыш. Оларды кеңінен сфераның, Евклид жазықтығының немесе гиперболалық жазықтықтың кескіндері деп анықтауға болады. Сферадағы әрбір Шварц үшбұрышы шекті топты анықтайды, ал Евклидтік немесе гиперболалық жазықтықта олар шексіз топты анықтайды. Шварц үшбұрышы үш рационалды санмен бейнеленеді, олардың әрқайсысы төбедегі бұрышты көрсетеді. Бұл мән төбе бұрышының жарты шеңберге тең екенін білдіреді. "2" деген тік бұрышты үшбұрышты білдіреді. Бұл бүтін сандар болған кезде үшбұрышты Мёбиус үшбұрышы деп атайды, ол жабыспайтын мозаикаға сәйкес келеді, ал симметрия тобы үшбұрышты топ деп аталады. Сферада үш Мёбиус үшбұрышы және бір параметрлік отбасы бар; жазықтықта үш Мёбиус үшбұрышы бар, ал гиперболалық кеңістікте Мёбиус үшбұрыштарының үш параметрлік отбасы бар және ерекше объектілер жоқ.
In geometry, a Schwarz triangle, named after Hermann Schwarz, is a spherical triangle that can be used to tile a sphere (spherical tiling), possibly overlapping, through reflections in its edges. They were classified in
These can be defined more generally as tessellations of the sphere, the Euclidean plane, or the hyperbolic plane. Each Schwarz triangle on a sphere defines a finite group, while on the Euclidean or hyperbolic plane they define an infinite group. A Schwarz triangle is represented by three rational numbers each representing the angle at a vertex. The value means the vertex angle is of the half circle. "2" means a right triangle. When these are whole numbers, the triangle is called a Möbius triangle, and corresponds to a non overlapping tiling, and the symmetry group is called a triangle group. In the sphere there are three Möbius triangles plus one one parameter family; in the plane there are three Möbius triangles, while in hyperbolic space there is a three parameter family of Möbius triangles, and no exceptional objects.
Шварц үшбұрыштары арқылы теселяция
Бұл бөлімде Шварц үшбұрыштары арқылы гиперболалық жоғарғы жарты жазықтықтың кескіндемелері элементар әдістерді пайдалана отырып талқыланады. "Кусп"сіз үшбұрыштар үшін – бұрыштары нөлге тең немесе эквивалентті түрде ұштары нақты осьте жатқан үшбұрыштар үшін – элементарлық тәсіл қолданылады. Бір немесе екі "кусы" бар үшбұрыштар үшін, аргументтері , тәсілін жеңілдетеді: егер Шварц үшбұрышының бір бұрышы нөлге, ал екіншісі тік бұрышқа тең болса, онда үшбұрыштың шағылысу тобының бағытты сақтайтын кіші тобы Гекке тобы болып табылады. Барлық бұрыштары нөлге тең идеалдық үшбұрыш үшін, яғни барлық ұштары нақты осьте жатқан жағдайда, кескіндеменің болуы оны сипатталған Фарей қатарымен байланыстыру арқылы дәлелденеді және . Бұл жағдайда кескіндеме Риман сферасындағы үш жанасатын шеңберге сәйкес келеді, бұл үш бірікпес, бірін-бірі қамтымайтын шеңберлер мен олардың шағылысу топтарымен байланысты конфигурациялардың лимит жағдайы, олар "Шоттки топтары" деп аталады және туралы егжей-тегжейлі сипатталған. Балама ретінде – идеалдық үшбұрышты 0, /2 және /3 бұрыштары бар алты үшбұрышқа бөлу арқылы – идеалдық үшбұрыштар арқылы жасалған кескіндеме бір немесе екі "кусы" бар үшбұрыштар арқылы жасалған кескіндемелер тұрғысынан түсіндірілуі мүмкін.
Сигелге жақындау
Бұл бөлімде Карл Людвиг Сигельдің үшбұрыштар үшін теселяция теоремасына қатысты көзқарасы баяндалған. Сигельдің элементарлы емес тәсілі конвекстікті пайдаланбайды, оның орнына Риман беттерінің теориясына, жабатын кеңістіктерге және жабулар үшін монодромия теоремасының бір түріне сүйенеді. Ол жалпы Poincaré көпбұрыш теоремасын дәлелдеу үшін жалпыландырылған. (Ескеріңіз, ішкі бұрыштары 2/n-ге тең тұрақты n бұрыштармен мозаикалаудың ерекше жағдайы, /n, /n және /2 бұрыштары бар Шварц үшбұрыштарымен кесудің тікелей салдары болып табылады.) Γ = Z2 ∗ Z2 ∗ Z2 болып алсақ, егер Δ = ABC үшбұрышы /a, /b және /c бұрыштарына ие Шварц үшбұрышы болса, мұнда a, b, c ≥ 2, онда Γ-ның Δ жақтарындағы шағылыстардан туындаған топқа табиғи бейнелеуі бар. Γ элементтері үш генератордың көбейтіндісімен сипатталады, мұнда екі жақын генератор тең болмайды. A, B және C төбелерінде төбеде кездесетін жақтардың шағылыстарының көбейтіндісі 2/a, 2/b және 2/c бұрыштарымен айналуды анықтайды; gA, gB және gC Γ = Z2 ∗ Z2 ∗ Z2 генераторларының сәйкес көбейтінділері болсын. Γ0 – генерлер санының жұп санынан тұратын Γ-ның қалыпты кіші тобы болсын, ал Γ1 – (gA)a, (gB)b және (gC)c генераторларымен туындаған Γ-ның қалыпты кіші тобы болсын. Олар Δ-ға тривиальды әсер етеді. = Γ/Γ1 және 0 = Γ0/Γ1 деп белгілейік. Элементтерімен индекстелген көшірмелердің біріктірілген жиынтығы, шекаралық сәйкестендірулермен, Риман беті Σ-ның табиғи құрылымын құрайды. Үшбұрыштың ішкі нүктесінде анық карта бар. Шетінің ішкі нүктесі үшін карта, шет арқылы үшбұрыштың шағылысуы арқылы алынады. Ішкі бұрышы /n үшбұрыштың төбесінде карта сол төбеге қарай тізбектей шағылысу арқылы алынған үшбұрыштың 2n көшірмесінен алынады. Γ тобы Σ бетінің қабаттасқан түрлендірулері арқылы әрекет етеді, 0 элементтері голоморфты түрлендірулер ретінде, ал 0-ға жатпайтын элементтері антиголоморфты түрлендірулер ретінде әрекет етеді. Σ-ның гиперболалық жазықтыққа P табиғи бейнелеуі бар. g белгісі бар үшбұрыштың ішкі бөлігі g(Δ)-ға бейнеленеді, жиектері жиектерге, ал төбелері төбелерге бейнеленеді. Сонымен қатар, шетінің ішкі нүктесінің маңы кескіннің маңына бейнеленеді, және төбелер үшін де осылай. Осылайша P жергілікті гомеоморфизм болып табылады және ашық жиынтықтарды ашық жиынтықтарға бейнелейді. P(Σ) кескіні, яғни g трансляцияларының біріктірілген жиынтығы, сондықтан жоғарғы жарты жазықтықтың ашық ішкі жиынтығы болып табылады. Екінші жағынан, бұл жиынтық та жабық. Шындығында, егер нүкте оған жеткілікті жақын болса, ол оның жақтарындағы үш ауданда болуы керек. Сондықтан, δ > 0 бар, егер z δ-дан кем қашықтықта болса, онда z-ның g трансляциясында болады. Гиперболалық қашықтық инвариантты болғандықтан, егер z δ-дан кем қашықтықта болса, ол Γ-да болады, сондықтан бұл біріктірілген жиын жабық. Қосымдылығынан P(Σ) – бүкіл жоғарғы жарты жазықтық. Екінші жағынан, P – жергілікті гомеоморфизм, яғни жабу картасы. Жоғарғы жарты жазықтық жай ғана байланысқандықтан, P – бірге-бірге және сондықтан Δ-ның трансляциялары жоғарғы жарты жазықтықты теселяциялайды. Бұл Риман бетін жабу үшін монодромия теоремасының келесі түрінен туындайды: егер Q Риман беттері Σ1 және Σ2 арасындағы жабу картасы болса, онда Σ2-дегі кез келген жол Σ1-дегі жолға көтеріледі және бірдей соңғы нүктелері бар кез келген екі гомотоптық жол бірдей соңғы нүктелері бар гомотоптық жолдарға көтеріледі; тікелей салдары: егер Σ2 жай ғана байланысқан болса, онда Q гомеоморфизм болуы керек. Мұны қолдану үшін Σ1 = Σ, Σ2 жоғарғы жарты жазықтығы болсын және Q = P болсын. Монодромия теоремасының салдары бойынша P бірге-бірге болуы керек. Сонымен қатар, g(Δ) = Δ тек қана g Γ1-де болғанда ғана орындалады, сондықтан 0-дан Мёбиус тобына гомоморфизм адал.
with the same end points; an immediate corollary is that if Σ2 is simply connected, Q must be a homeomorphism. To apply this, let Σ1 = Σ, let Σ2 be the upper half plane and let Q = P. By the corollary of the monodromy theorem, P must be one one. It also follows that g(Δ) = Δ if and only if g lies in Γ1, so that the homomorphism of 0 into the Möbius group is faithful.
Маскит, де Рам және Бердонның жақындауы
Гиперболалық кеңістікте Поанкаре көпбұрыш теоремасының жалпы дәлелін келтірді; ұқсас дәлел берілді. Гиперболалық жазықтыққа және Шварц үшбұрыштарына назар аудару арқылы, Шварц үшбұрыштарының мозаикалық жабынының бар екенін дәлелдеуге қазіргі заманғы көзқарас ұсынуға болады. Швейцариялық математиктер және Хаефлигер геометриялық топтар теориясын бастапқы тұсы ретте алып, осы мәселеге кіріспе жасады.