Кіріспе

Геометрияда жалпыланған төртбұрыш – үшбұрыштардың кездеспеуімен (бірақ көптеген төртбұрыштардың болуымен) сипатталатын орын алу құрылымы. Жалпыланған төртбұрыш анықтамасы бойынша екінші дәрежелі полярлық кеңістік болып табылады. Олар n = 4-ке сәйкес келетін жалпыланған n-гон және n = 2-ге жуық 2n-гон болып табылады. Сондай-ақ, олар α = 1 болатын pg(s,t,α) толық емес геометрияларымен дәл келеді.

Анықтама

Жалпыланған төртбұрыш – (P, B, I) инциденттік құрылым, мұнда I ⊆ P × B – инциденттік қатынас, және белгілі бір аксиомаларды қанағаттандырады. P элементтері жалпыланған төртбұрыштың нүктелері, ал B элементтері – түзулер. Аксиомалар келесідей:
Әрбір түзуде дәл s + 1 нүкте бар, мұнда s (s ≥ 1). Екі әртүрлі түзуде ең көп дегенде бір нүкте болады. Әрбір нүкте арқылы дәл t + 1 түзу өтеді, мұнда t (t ≥ 1). Екі әртүрлі нүкте арқылы ең көп дегенде бір түзу өтеді. L түзуінде жатпайтын әрбір p нүктесі үшін, p түзуінде жататын бірегей M түзуі және M мен L түзулерінде жататын бірегей q нүктесі болады.
(s, t) – жалпыланған төртбұрыштың параметрлері. Параметрлер шексіз болуы мүмкін. Егер s немесе t біреуге тең болса, онда жалпыланған төртбұрыш тривиальды деп аталады. Мысалы, P = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} және B = {123, 456, 789, 147, 258, 369} жиындарымен берілген 3x3 торсы s = 2 және t = 1 параметрі бар тривиальды GQ болып табылады. (s, t) параметрлері бар жалпыланған төртбұрыш көбінесе GQ(s, t) деп белгіленеді. Ең кішкентай тривиальды емес жалпыланған төртбұрыш – GQ(2, 2), ал оның бейнелеуін 1973 жылы Стэн Пэйн "салбыр" деп атады.

Графиктер

Жалпыланған төртбұрыштан екі қызықты график алуға болады. Біріншісі – жалпыланған төртбұрыштың нүктелері түбегейі ретінде алынып, бір түзуде жатқан нүктелер қосылған коллинеарлық график. Бұл график (s,t) реті бойынша ((s+1)(st+1), s(t+1), s 1, t+1) параметрлері бар күшті реттелген график болып табылады. Екіншісі – жалпыланған төртбұрыштың нүктелері мен түзулері түбегейі ретінде алынып, егер бірі нүкте, екіншісі түзу болса және нүкте сол түзуде жатса, онда екі түбегей көршілес болатын инциденттік график. Жалпыланған төртбұрыштың инциденттік графигі байланысты, екі жақты график болып сипатталады, оның диаметрі төрт, ал айналымы сегіз. Сондықтан, ол қосқа үлгісі болып табылады. Конфигурациялардың инциденттік графиктері қазіргі кезде Леви графиктері деп аталады, бірақ бастапқы Леви графигі GQ(2,2) инциденттік графигі болды.

Дуальділік

Егер (P,B,I) параметрлері (s,t) болатын жалпыланған төртбұрыш болса, онда (B,P,I−1), мұндағы I−1 – кері инциденттік қатынас, сондай-ақ жалпыланған төртбұрыш болады. Бұл – кошқар жалпыланған төртбұрыш. Оның параметрлері (t,s) болып табылады. s = t болған жағдайда да, кошқар құрылым бастапқы құрылыммен изоморфты болуы міндетті емес.

3 өлшемді сызықтары бар жалпыланған төртбұрыштар

Дәл бес (мүмкін дегенеративті) жалпыланған төртбұрыштар бар, онда әр түзу үш нүктемен байланысты, бос түзу жиынтығы бар төртбұрыш, жел тегершігі графигі Wd(3,n) сәйкес келетін барлық түзулер бір белгілі нүкте арқылы өтетін төртбұрыш, 3x3 өлшемді тор, GQ(2,2) төртбұрышы және бірегей GQ(2,4) төртбұрышы. Бұл бес төртбұрыш ADE класындағы An, Dn, E6, E7 және E8 түбірлік жүйелеріне сәйкес келеді, яғни жай ғана тоқылған түбірлік жүйелер.

Классикалық емес мысалдар

О-ны q жұп санға тең біріншілік қуаты бар гиперовал деп санап, проективті (десаргезиандық) жазықтықты О-ға ендірейік. Енді қарастырайық, онда нүктелер – О-ға жатпайтын барлық нүктелер, ал сызықтар – О-дағы бір нүктеде қиылысатын және О-ға жатпайтын сызықтар, ал инциденция – табиғи инциденция. Бұл (q-1, q+1) жалпыланған төртбұрыш. Q-ны біріншілік қуат (жұп немесе тақ) деп алып, симплекстік полярлықты қарастырайық. Кез келген p нүктесін таңдап, анықтайық. Түсу құрылымымыздың сызықтарын О-ға жатпайтын барлық абсолютті сызықтармен және p нүктесі арқылы өтетін, бірақ О-ға жатпайтын барлық сызықтармен, ал нүктелерді – О-ға жатпайтын жазықтықтың барлық нүктелерімен анықтаймыз. Инциденция да табиғи болады. Соның нәтижесінде тағы да (q-1, q+1) жалпыланған төртбұрыш аламыз.