Кіріспе

Геометрия мен топологиядағы ұғым. Геометрия мен топологияда шексіздегі түзу – нақты (аффиндік) жазықтыққа қосылатын проективтік түзу, осы арқылы алынған проективтік жазықтықтың инциденттік қасиеттерін толықтыру және ерекше жағдайларды жою үшін қолданылады. Шексіздегі түзуді идеалдық түзу деп те атайды.

Геометриялық пішімдеу

Жобалау геометриясында кез келген түзулер жұбы әрқашан бір нүктеде қиылысады, бірақ параллель түзулер нақты жазықтықта қиылыспайды. Шексіздіктегі түзу нақты жазықтыққа қосылады. Бұл жазықтықты толықтырады, себебі енді параллель түзулер шексіздіктегі түзуде жатқан нүктеде қиылысады. Сондай-ақ, егер кез келген түзулер жұбы түзу бойындағы бір нүктеде қиылыспаса, онда бұл түзулер жұбы параллель болады. Кез келген түзу шексіздіктегі түзуді бір нүктеде қиып өтеді. Параллель түзулердің қиылысу нүктесі тек түзулердің бұрылыс бұрышына (slope) байланысты, олардың y осіндегі қиылысуына (y intercept) ешқандай қатысы жоқ. Аффиндік жазықтықта түзу екі қарама-қарсы бағытта созылады. Жобалау жазықтығында түзудің екі қарама-қарсы бағыты шексіздіктегі түзуде бір нүктеде түйіседі. Сондықтан жобалау жазықтығындағы түзулер жабық қисықтар, яғни олар сызықты емес, циклдік болып табылады. Бұл шексіздіктегі түзудің өзіне де қатысты: ол өзінің екі нүктесінде (сондықтан олар нақты ұштар емес) түйіседі, демек ол шын мәнінде циклдік.

Топологиялық көзқарас

Шекті шексіздік аффиндік жазықтықты қоршап тұрған шеңбер ретінде көруге болады. Дегенмен, шеңбердің диаметральды қарама-қарсы нүктелері теңдес – олар бір нүкте болып табылады. Аффиндік жазықтық пен шексіздіктегі түзудің біріктірілуі нақты проективтік жазықтықты құрайды. Гипербола шексіздіктегі түзуді екі әртүрлі нүктеде кесіп өтетін жабық қисық ретінде қарастырылуы мүмкін. Бұл екі нүкте гиперболаның екі асимптотасының еңісімен анықталады. Сол сияқты, парабола шексіздіктегі түзуді бір нүктеде кесіп өтетін жабық қисық ретінде қарастырылуы мүмкін. Бұл нүкте парабола осінің еңісімен анықталады. Егер парабола шыңымен симметриялы екі «мүйізге» бөлінсе, онда бұл екі мүйіз шыңнан алшақтаған сайын бірін-біріне параллель болады және іс жүзінде оське де, бір-біріне де шексіздікте параллель болады, сондықтан олар шексіздіктегі түзуде қиылысады. Кешенді проективтік жазықтық үшін аналог – (табиғи түрде) кешенді проективтік түзу болып табылатын шексіздіктегі «түзу». Топологиялық тұрғыдан алғанда, бұл мүлдем өзгеше, себебі бұл Риман сферасы, яғни 2 сферасы, C үстіндегі екі өлшемді кешенді аффиндік кеңістікке (сонымен төрт нақты өлшем) қосылады, нәтижесінде төрт өлшемді тығыз көпқырлылық пайда болады. Нәтиже бағдарланады, ал нақты проективтік жазықтық бағдарланбайды.