Кіріспе

4 өлшемді кеңістіктегі еншіленген дискті шектейтін түйін Слайс түйін - 3 өлшемді кеңістіктегі математикалық түйін, ол 4 өлшемді кеңістіктегі еншіленген дискті шектейтін түйін.

Анықтама

Топологиялық кесінді түйін немесе тегіс кесінді түйін деп аталады, егер ол 4 шардағы енген дисктің шекарасы болса, ол жергілікті тегіс немесе тегіс. Мұнда біз: 3 сфера төрт өлшемді шардың шекарасы болып табылады әр бір рет кесу түйін топологиялық кесу болып табылады, өйткені бір рет енген диск жергілікті тегіс. Әдетте, тегіс кесу түйіндері тек кесу деп аталады. Қиып түйіндерінің екі түрі де 3 және 4 өлшемді топологияда маңызды. Тіпті, тігіс түйіндерді жиі лента түйіндерінің түйін диаграммаларын қолдану арқылы суреттеледі және лента түйіндері емес тегіс тігіс түйіндер бар ма деген сұрақ ашық ("Тігіс лента болжамы").

Конус құрылысы

Жергілікті тегіс немесе тегіс жағдай анықтамада маңызды: әрбір түйін үшін біз түйіннің үстінен конусты құрастыра аламыз, ол 4 шардағы диск болып табылады, бірақ ол жергілікті тегіс немесе тегіс емес (бұл қарапайым түйін үшін жұмыс істейді). Оң жақтағы суреттегі дисктің 4 кеңістікте өз-өзіне қиылысулары жоқ екенін ескеріңіз. Бұл тек үш өлшемді кеңістікке проекциялану кезінде ғана пайда болады. Сондықтан диск барлық нүктеде "дөре" орналасады, бірақ сингулярлық нүктеде емес (онда ол жергілікті түрде тегіс емес).

Кесінді түйіндер мен түйіннің конкорданстық тобы

Екі бағдарланған түйін, егер қосылған сома кесінді болса, конкордантты деп аталады. Бұрынғыдай, топологиялық және тегіс конкордантты ажыратамыз. Бұл арқылы біз айнадағы бейнеге қосымша бағыт кері бұрылатын жерді көрсетеміз. ′Конкордент′ қатынасы рефлексивті, өйткені ол әрбір түйін үшін кесінді болып табылады. Оның транзитивті екенін де көрсетуге болады: егер конкордент болса және конкордент болса, онда конкордент болады. Теңдестік кластары түйіндердің байланысқан қосындысымен бірге операция ретінде абельдік топты құрайды, оны (топологиялық немесе тегіс) түйіннің келісім тобы деп атайды. Бұл топтағы бейтарап элемент - кесінді түйіндер жиынтығы (тиісінше топологиялық немесе тегіс).

Мысалдар

Әрбір таспа түйіні тегіс кесінді түйіні болып табылады, себебі – таспа ерекшеліктерін қоспағанда – түйін ендірілген дискіні (3 кеңістікте) шектейді. Таспа ерекшеліктерін кішкентай аймақта 4 кеңістікке деформациялауға болады, сонда дискі ендіріледі. 21 тривиальды емес кесінді жай түйіні бар, олардың қиылыс саны мыналар: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , және . Осы қиылыс санына дейін топологиялық кесінді түйіндерінің тегіс кесінді емес түрлері жоқ. Бірақ 11-ші қиылыстан бастап мұндай мысал бар: Конвей түйіні (Джон Хортон Конвейдің құрметіне аталған) – топологиялық, бірақ тегіс емес кесінді түйін. Екінші жағынан, Конвей түйінінің "мутанты" деп аталатын Киношита-Терасака түйіні тегіс кесіледі. Бұрау түйіндері, тривиальді түйін мен Стивдор түйінінен басқа, кесінді емес. Қиылыс саны барлық топологиялық және тегіс кесінді түйіндер белгілі. 12-ші қиылысқа дейінгі композиттік кесінді түйіндері, және формасындағылардан басқа, екі қызықты түйін – және болып табылады.

Конкорданстық қатынастың геометриялық сипаттамасы

Жоғарыда көрсетілген кесінді түйіндерді пайдаланатын конкорданстың анықтамасынан басқа, екінші эквивалентті анықтама да бар. Екі бағдарланған түйіндер және конкордантты болады, егер олар (жергілікті тегіс немесе тегіс) цилиндрдің шекарасы болса (төрт өлшемді кеңістікте). Екі түйіннің бағыты цилиндрдің бағытына сәйкес болуы керек, бұл үшінші суретте көрсетілген. Цилиндрдің шекарасы – әр түрлі бағытталған екі түйін, сондықтан екі айналмалы үшбұрыш цилиндрдің шекарасы ретінде көрсетілген. Екі түйінді цилиндрден жолақты кесіп қосу арқылы дискіге қол жеткізіледі, бұл барлық түйіндер үшін қосылған соманың кесінді екенін көрсетеді. Екі анықтамада да түйін кесінді болып табылады, егер және тек қана егер ол тривиальды түйінге конкордантты болса. Бұл осы мақаланың жоғары жағындағы бірінші суретте де көрсетілуі мүмкін: егер сол жақтағы төменгі жақтағы жергілікті минимумдағы кішкентай дискі кесілсе, онда осы жердегі беттің шекарасы тривиальды түйін болып табылады, ал беті – цилиндр. Цилиндрдің екінші жағында кесінді түйін орналасқан. Егер дискі (немесе цилиндр) тегіс орналасса, оны Морзе позициясы деп аталатын жағдайға сәл деформациялауға болады. Бұл пайдалы, себебі радиалдық функцияға қатысты сындық нүктелер геометриялық мағынаны білдіреді. Седлолық нүктелерде тривиальды компоненттер қосылады немесе жойылады (жолақтың қозғалысы, сондай-ақ синтез және бөліну деп аталады). Кесінді түйіндер үшін осы жолақтың кез келген саны мүмкін, ал лента түйіндері үшін тек синтездер ғана мүмкін, ал бөлінуге рұқсат етілмейді. Оң жақтағы суретте конкорданстың геометриялық сипаттамасы 90° бұрылады және r параметрі t деп қайта аталады. Бұл атау беттің 'фильм' сияқты уақыт бойынша түсіндірілуіне жақсы сәйкес келеді.

4-жігіт

Кесу түйіндері үшін ұқсас анықтаманы жоғары тұқымды беттер үшін де қолдануға болады. Сондықтан түйіннің 4-туысы (сонымен қатар 'қима туысы' деп аталады) – түйіннің шекарасы болатын 4-өлшемді кеңістіктегі енгізілген беттің ең кіші туысы ретінде анықталады. Бұрынғысын сияқты, топологиялық және тегіс 4-туысты ажыратамыз. 4-туысы 0-ге тең түйіндер қима түйіндер болып табылады, себебі дискіде, ең қарапайым бетте, 0-туыс болады. 4-туыс әрқашан түйіннің туысына тең немесе кіші болады, өйткені бұл өзгермейтін шама үш өлшемді кеңістікте орналасқан Сейферт беттерін пайдаланып анықталады. Топологиялық және тегіс 4-туысы әртүрлі мәндерге ие түйіндердің мысалдары келесі кестеде келтірілген. Конвей түйіні 11n34, жоғарыда айтылғандай, топологиялық бірақ тегіс емес қима түйіні үшін түйін кестелеріндегі алғашқы мысал. Кестедегі мәндерге сүйенсек, тегіс және топологиялық 4-туыс тең болмағанда әрқашан 1-ге ерекшеленеді деп қорытынды жасауға болады. Алайда, бұл жағдай емес, және айырмашылық кез келген деңгейде үлкен болуы мүмкін. Бірақ (2017 жылғы мәлімет бойынша), айырмашылығы > 1 болатын кезектесетін түйіндер бар-жоғы белгісіз. 4-туыс (тегіс) 4 2 4 3 3 1 4-туыс (топологиялық) 3 1 3 2 2 0