आंतरिक मीट्रिक

मीट्रिक रिक्त स्थान के गणित के अध्ययन में, अंतराल में कार्यप्रणाली (टोपोलॉजी) की वक्राकार लंबाई पर विचार किया जा सकता है। यदि दो बिंदु एक-दूसरे से दी गई दूरी पर हैं, तो यह उम्मीद करना स्वाभाविक है कि एक कार्यप्रणाली के साथ पहले बिंदु से दूसरे बिंदु तक पहुंचने में सक्षम होना चाहिए, जिसकी चाप की लम्बाई उस दूरी के बराबर (या बहुत करीब) है। आंतरिक मीट्रिक के सापेक्ष एक मीट्रिक स्थान के दो बिंदुओं के बीच की दूरी को पहले बिंदु से दूसरे तक सभी पथों की न्यूनतम लंबाई के रूप में परिभाषित किया गया है। एक मीट्रिक स्थान एक लंबाई मीट्रिक स्थान है यदि आंतरिक मीट्रिक अंतराल के मूल मीट्रिक से सहमत है।

यदि अंतराल में मजबूत संपत्ति है कि वहां सदैव एक रास्ता अवस्थित होता है जो लंबाई (एक अल्पान्तरी) की अनंतता को प्राप्त करता है तो इसे जियोडेसिक मेट्रिक स्पेस या जियोडेसिक स्पेस कहा जाता है। उदाहरण के लिए, यूक्लिडियन प्लेन एक जियोडेसिक स्पेस है, जिसके जियोडेसिक्स के रूप में रेखा खंड हैं। उत्पत्ति (गणित) के साथ यूक्लिडियन समतल जियोडेसिक नहीं है, लेकिन अभी भी एक लंबाई मीट्रिक स्थान है।

परिभाषाएँ

मान लीजिये $(M,d)$ एक मीट्रिक स्थान हो, अर्थात, $M$ बिंदुओं का एक संग्रह है (जैसे कि समतल के सभी बिंदु, या वृत्त के सभी बिंदु) और $d(x,y)$ एक ऐसा कार्य है जो हमें बिंदुओं के बीच की दूरी $x,y\in M$ प्रदान करता है, हम एक नया मीट्रिक $d_{\text{I}}$ पर $M$ परिभाषित करते हैं, इस प्रकार प्रेरित आंतरिक $d_{\text{I}}(x,y)$ मीट्रिक के रूप में जाना जाता है:

सभी पथों की लंबाई का निम्नतम $x$ को $y$ है,

यहाँ से पाथ $x$ को $y$ सतत नक्शा है

$\gamma \colon [0,1]\rightarrow M$

$\gamma (0)=x$ और $\gamma (1)=y$. इस तरह के कार्यप्रणाली की लंबाई को संशोधित वक्रों के लिए समझाया गया परिभाषित किया गया है। अगर $d_{\text{I}}(x,y)=\infty$ यदि परिमित लंबाई का कोई मार्ग नहीं है तो $x$ को $y$ इस प्रकार हैं,

$d_{\text{I}}(x,y)=d(x,y)$

सभी बिंदुओं के लिए $x$ और $y$ में $M$, हम कहते हैं $(M,d)$ लंबाई स्थान या कार्यप्रणाली मीट्रिक स्थान और मीट्रिक है $d$ आंतरिक है।

हम कहते हैं कि मीट्रिक $d$ किसी के लिए अनुमानित मध्यबिंदु है $\varepsilon >0$ और अंक की कोई भी जोड़ी $x$ और $y$ में $M$ वहां अवस्थित $c$ में $M$ ऐसा है कि $d(x,c)$ और $d(c,y)$ दोनों से छोटे हैं

${{d(x,y) \over 2}+{\varepsilon }}$.

उदाहरण

• यूक्लिडियन अंतराल $\mathbb {R} ^{n}$ साधारण यूक्लिडियन मीट्रिक के साथ एक कार्यप्रणाली मीट्रिक स्थान है। $\mathbb {R} ^{n}-\{0\}$ साथ ही है।
• यूनिट सर्कल $S^{1}$ के यूक्लिडियन मीट्रिक से विरासत में मिली मीट्रिक के साथ $\mathbb {R} ^{2}$ (कॉर्डल मीट्रिक) कार्यप्रणाली मीट्रिक स्थान नहीं है। प्रेरित आंतरिक मीट्रिक चालू $S^{1}$ कांति में कोण के रूप में दूरियों को मापता है, और परिणामी लंबाई मीट्रिक स्थान को रिमानियन सर्कल कहा जाता है। दो आयामों में, गोले पर तारकीय मीट्रिक आंतरिक नहीं है, और प्रेरित आंतरिक मीट्रिक महान-सर्कल दूरी द्वारा दी गई है।
• प्रत्येक जुड़े हुए रीमैनियन कई गुना को दो बिंदुओं की दूरी को परिभाषित करके एक कार्यप्रणाली मीट्रिक स्थान में बदल दिया जा सकता है, जो दो बिंदुओं को जोड़ने वाले लगातार अलग-अलग वक्रों की लंबाई के न्यूनतम के रूप में होता है। (रीमैनियन संरचना ऐसे वक्रों की लंबाई को परिभाषित करने की अनुमति देती है।) समान रूप से, अन्य कई गुना जिसमें एक लंबाई को परिभाषित किया गया है, फिन्सलर कई गुना और सब-रीमैनियन मैनिफोल्ड सम्मिलित हैं।
• कोई भी पूर्ण मीट्रिक स्थान और उत्तल मीट्रिक स्थान एक लंबाई मीट्रिक स्थान है (Khamsi & Kirk 2001, Theorem 2.16), कार्ल मेन्जर का परिणाम। हालांकि, बातचीत पकड़ में नहीं आती है, अर्थात लंबाई मीट्रिक रिक्त स्थान अवस्थित हैं जो उत्तल नहीं हैं।

गुण

• सामान्यतः, हमारे पास है $d\leq d_{\text{I}}$ और टोपोलॉजिकल स्पेस द्वारा परिभाषित $d_{\text{I}}$ इसलिए सदैव $d$ परिभाषित टोपोलॉजी की तुलना में या उसके बराबर महीन होता है.
• अंतराल $(M,d_{\text{I}})$ सदैव एक कार्यप्रणाली मीट्रिक स्थान होता है (चेतावनी के साथ, जैसा ऊपर बताया गया है, कि $d_{\text{I}}$ अनंत हो सकता है)।
• लंबाई के मेट्रिक में अनुमानित मध्य बिंदु होते हैं। इसके विपरीत, प्रत्येक पूर्ण स्थान मीट्रिक स्थान अनुमानित मध्यबिंदुओं के साथ एक लंबाई स्थान है।
• हॉफ-रिनो प्रमेय कहता है कि यदि एक लम्बाई स्थान $(M,d)$ पूर्ण और स्थानीय रूप से कॉम्पैक्ट है तो किन्हीं दो बिंदुओं में $M$ एक जियोडेसिक और सभी बंधे हुए बंद सेट से जोड़ा जा सकता है $M$ कॉम्पैक्ट सेट हैं।

संदर्भ

• हर्बर्ट बुसेमैन, सेलेक्टेड वर्क्स, (एथनेज पापाडोपोलोस, एड.) वॉल्यूम I, 908 पी., स्प्रिंगर इंटरनेशनल पब्लिशिंग, 2018।

• हर्बर्ट बुसेमैन, सेलेक्टेड वर्क्स, (एथनेज पापाडोपोलोस, एड।) वॉल्यूम II, 842 पी।, स्प्रिंगर इंटरनेशनल पब्लिशिंग, 2018।

• ग्रोमोव, मिखाइल (1999), रीमैनियन और गैर-रिमैनियन स्पेस के लिए मीट्रिक संरचनाएं, गणित में प्रगति, vol. 152, बिरखौसर, ISBN 0-8176-3898-9
• खम्सी, मोहम्मद ए.; किर्क, विलियम ए. (2001), मेट्रिक स्पेस और फिक्स्ड पॉइंट थ्योरी का परिचय, विले-आईईईई, ISBN 0-471-41825-0