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庞加莱双曲盘


HyperbolicTessellation

庞加莱双曲盘是一个具有双曲几何的二维空间,其定义为圆盘 {x in R^2:|x|<1},并具有双曲度量

 ds^2=(dx^2+dy^2)/((1-x^2-y^2)^2).
(1)

庞加莱盘是双曲几何的一个模型,其中直线被表示为一个,该圆的端点与圆盘的边界垂直直径也是允许的)。两条不相交的弧对应于平行射线,正交相交的弧对应于垂直线,而在边界上相交的弧是一对极限射线。上面的插图展示了一个双曲镶嵌,类似于 M. C. 埃舍尔的Circle Limit IV (天堂与地狱) (Trott 1999, pp. 10 和 83)。

PoincareHyperbolicDisk
PoincareDisk
PoincareDiskCons

任何弧的端点都可以通过圆盘周围的两个角度 theta_1theta_2 来指定。定义

theta=1/2(theta_1+theta_2)
(2)
dtheta=1/2|theta_1-theta_2|.
(3)

然后三角学表明,在上面的图中,

r=tan(dtheta)
(4)
y=sin(dtheta)tan(dtheta),
(5)

因此,形成弧的圆的半径是 r,其中心位于 (Rcostheta,Rsintheta),其中

 R=cos(dtheta)+y=sec(dtheta).
(6)

弧所对的半角为

 sinphi=(sin(dtheta))/(tan(dtheta))=cos(dtheta),
(7)

所以

 phi=sin^(-1)[cos(dtheta)].
(8)

庞加莱双曲盘表示共形映射,因此可以直接测量射线之间的角度。同构存在于庞加莱盘模型和克莱因-贝尔特拉米模型之间。

2004 年Mathematical Intelligencer 杂志的封面上出现了一个使用“Poincaré disk”字样平铺庞加莱盘的图案,每个顶点周围有五个五边形 (Segerman and Dehaye 2004)。


另请参阅

椭圆平面双曲几何双曲度量克莱因-贝尔特拉米模型庞加莱度量

使用 探索

参考文献

Anderson, J. W. "庞加莱盘模型。" 双曲几何。 第 4.1 节。纽约:Springer-Verlag,pp. 95-104,1999 年。Escher, M. C. Circle Limit IV (天堂与地狱)。 黑白赭色木刻。1960 年。 http://www.mcescher.com/Gallery/recogn-bmp/LW436.jpg.Goodman-Strauss, C. "庞加莱盘中的圆规和直尺。" Amer. Math. Monthly 108, 38-49, 2001.Segerman, H. "Autologlyphs." http://www.stanford.edu/~segerman/autologlyphs.html#Poincaredisk.Segerman, H. 和 Dehaye, P.-O. Math. Intell. 26, No. 2, 2004 的封面。Trott, M. Graphica 1:Mathematica 图形世界。虚幻变为现实:Michael Trott 的图像。 Champaign, IL:Wolfram Media,pp. 10 和 83,1999 年。Trott, M. Mathematica 图形指南。 纽约:Springer-Verlag,p. xxxvi,2004 年。 http://www.mathematicaguidebooks.org/.Wells, D. 企鹅趣味几何词典。 伦敦:Penguin,pp. 188-189,1991 年。

在 中被引用

庞加莱双曲盘

请引用为

Weisstein, Eric W. "庞加莱双曲盘。" 来自 Web 资源。 https://mathworld.net.cn/PoincareHyperbolicDisk.html

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