Кіріспе
Математикада шар – шармен шектелген кеңістіктік дене; оны қатты сфера деп те атайды. Ол жабық шар (шар құрайтын шекаралық нүктелерді қоса алғанда) немесе ашық шар (оларды қоспағанда) болуы мүмкін. Бұл түсініктер үш өлшемді Евклид кеңістігінде ғана емес, сонымен қатар төменгі және жоғары өлшемдер үшін, және жалпы метрикалық кеңістіктер үшін де анықталады. n өлшемді шар гипершар немесе n шар деп аталады және гипершар немесе (n-1) сферамен шектеледі. Мысалы, Евклид жазықтығындағы шар дискпен бірдей, яғни шеңбермен шектелген аудан. Евклидтік 3 кеңістікте шар 2 өлшемді сферамен шектелген көлем ретінде қарастырылады. Бір өлшемді кеңістікте шар – сызық кесіндісі. Басқа контекстерде, мысалы, Евклид геометриясында және күнделікті қолданыста сфера кейде шар мағынасында қолданылады. Топология саласында жабық n өлшемді шар көбінесе немесе символымен, ал ашық n өлшемді шар немесе символымен белгіленеді.
In mathematics, a ball is the solid figure bounded by a sphere; it is also called a solid sphere. It may be a closed ball (including the boundary points that constitute the sphere) or an open ball (excluding them). These concepts are defined not only in three dimensional Euclidean space but also for lower and higher dimensions, and for metric spaces in general. A ball in n dimensions is called a hyperball or n ball and is bounded by a hypersphere or (n−1) sphere. Thus, for example, a ball in the Euclidean plane is the same thing as a disk, the area bounded by a circle. In Euclidean 3 space, a ball is taken to be the volume bounded by a 2 dimensional sphere. In a one dimensional space, a ball is a line segment. In other contexts, such as in Euclidean geometry and informal use, sphere is sometimes used to mean ball. In the field of topology the closed dimensional ball is often denoted as or while the open dimensional ball is or .
Евклид кеңістігінде
Евклидтік n кеңістікте радиусы r және орталығы x болатын (ашық) n шар – x-тен r қашықтығынан кем нүктелердің жиыны. Радиусы r болатын жабық n шар – x-тен r қашықтығына тең немесе одан кем нүктелердің жиыны. Евклидтік n кеңістікте кез келген шар гиперсферамен шектеледі. n=1 болғанда шар шектелген кесінді болып табылады, n=2 болғанда – шеңбермен шектелген диск, ал n=3 болғанда – сферамен шектелген.
Жалпы құрғақ норма
Жалпы алғанда, Rⁿ кеңістігіндегі кез келген орталық симметриялық, шектелген, ашық және дөңес X жиыны үшін, Rⁿ кеңістігінде норманы анықтауға болады, онда шарлардың бәрі X жиынының жылжу және біркелкі масштабталған көшірмелері болып табылады. Бұл теорема "ашық" жиын "жабық" жиынмен ауыстырылса дұрыс болмайды, себебі бастапқы нүкте талаптарға сай келеді, бірақ Rⁿ кеңістігінде норманы анықтамайды.
Топологиялық кеңістіктерде
Кез келген топологиялық кеңістікте X шарлары туралы айтуға болады, олар міндетті түрде метрикамен шақырылмайды. X-тің (ашық немесе жабық) n өлшемді топологиялық шары – X-тің кез келген (ашық немесе жабық) Евклидтік n шарына гомеоморфты кіші жиыны. Топологиялық n шарлар комбинаторлық топологияда маңызды, өйткені олар жасуша кешендерінің құрылыс блоктары болып табылады. Кез келген ашық топологиялық n шар Картезиялық кеңістік 'R'^(n) және ашық бірлік n кубқа (гиперкубқа) (0, 1)^(n) ⊆ 'R'^(n) гомеоморфты болып табылады. Кез келген жабық топологиялық n шар жабық n кубқа [0, 1]^(n) гомеоморфты болып табылады. n шар m шарға гомеоморфты, егер және тек қана n = m болса. Ашық n шар B мен 'R'^(n) арасындағы гомеоморфизмдерді екі классқа бөлуге болады, оларды B-нің екі мүмкін топологиялық бағдарымен анықтауға болады. Топологиялық n шардың тегіс болуы міндетті емес; егер ол тегіс болса, онда ол Евклидтік n шарға диффеоморфты болуы міндетті емес.