Pisteiden isometrinen upottaminen

Kolme pistettä voidaan asettaa tasoon siten että jokainen on yhtä kaukana toisista (tasasivuisen kolmion kärjet).

Neljää näin ei voida asettaa. Mikä olisi kuitenkin muodostelma, jossa tämä tilanne olisi mahdollisimman lähellä, eli kaikki kahden pisteen väliset etäisyydet olisivat mahdollisimman lähellä toisiaan. (Siis täytyy minimoida näiden etäisyyksien muodostaman (1d-joukon) halkaisija).

[Voidaan skaalata tätä muodostelmaa (eli neljän pisteen tason joukkoa) siten että tuo haluttu kahden pisteen välinen etäisyys olisi 1, jolloin jokainen kahden pisteen välinen etäisyys on mahdollisimman lähellä ykköstä. ]

Yleistettynä:
Miten voidaan k pistettä asettaa n-uloitteiseen euklidiseen avaruuteen siten, että jokaisen kahden pisteen väliset etäisyydet (näitä lukuja on 2 yli k kappaletta) olisi, jos eivät yhtä suuria, niin mahdollisimman lähellä toisiaan?

n 1 kappalettahan voidaan n-uloitteiseen aina tällä tavoin isometrisesti asettaa, mutta useampaa ei. (tasasivuinen kolmio, tetraedri jne.)


Onkohan tätä ongelmaa aikaisemmin tutkittu?
5117
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 5

Vanhimmat

Siis yksinkertaisemmin (?) sanottuna:

Miten voidaan metrinen avaruus X = ( {1, 2, ..., k}, diskreetti metriikka) upottaa R^n:ään (normaali metriikka) siten, että kuvaus olisi mahdollisimman lähellä isometriaa?

Siis tarkemmin: jos F = { f : X -> R^n | f on upotus (jatkuva injektio) }, niin kysytään lukua

d = inf ( | 1 - f(s) | ), missä infimum on yli funktioiden f € F.

Ja jos tämä infimum saavutetaan jollain f € F, niin millä kaikilla?

Äänestä
  • Sori unohdin ne pisteparit tuosta inf-määritemästä! Pitäisi olla:

    d = inf max ( | 1 - |f(s)-f(t)| | ), missä maksimi on yli kaikkien pisteparien {s, t} joukosta {1, ..., k} ja infimum on yli funktioiden f € F.

    Äänestä

Tehtävä vaikuttaa huonosti määriteltynä koska ei ole annettu kriteeriä sille, miten lasketaan poikkeama ideaalitilanteesta jossa kaikki pisteet ovat yhtä lähellä toisiaan. Esim. neliöllä pisteiden etäisyydet ovat 1, 1, 1, 1, sqrt2, sqrt2. Miten lasketaan poikkeama?

Äänestä
  • Tässä neliön tapauksessa poikkeama olisi

    | 1- sqrt2 |

    eli poikkeama on kaikista mahdollisista kahden pisteen välisistä etäisyyksistä suurin vähennettynä näistä pienin.

    Sanoin sen ehkä vähän monimutkaisesti tuossa lauseessa:

    "(Siis täytyy minimoida näiden etäisyyksien muodostaman (1d-joukon) halkaisija)".


    Tuo (korjattu) inf max - juttu sanoo sen mielestäni tarkasti. Tässä siis valittu, että ideaalitilanteessa kaikki etäisyydet olisivat 1.


    Yhtäpitävää olisi luultavasti sanoa, että täytyy minimoida näiden etäisyyksien varianssi (neliösumma etäisyyksistä keskiarvoon).

    Äänestä

Otanpa sen verran takaisin, että en olekaan ihan varma onko sama asia "missä metriikassa" tätä minimoi.

Neliösummilla on helpompi laskea, joten lähdin tuota neljän pisteen sijoittamista tasoon miettimään näin:

Ensimmäinen piste voidaan sijoittaa origoon ja toinen kiertää pisteeksi (1, 0), sillä siirto ja kierto ovat isometrioita. Nyt on siis vielä kaksi pistettä vapaasti sijoitettavissa, eli neljä vapaata koordinaattia. Olkoot ne (x, y, z, w) ja sijoitettavat pisteet A = (x, y) ja B = (z, w). Halutaan, että neljän pisteen kuviossa kaikki pisteiden väliset etäisyydet ovat mahdollisimman lähellä lukua d = viides muuttuja (d voidaan siis valita skaalauksen avulla).

Olisi voitu myös valita d=1 ja antaa x-akselilla olevan pisteen (joka nyt valittu pisteeksi (1,0)) liikkua x-akselilla.

Nyt sain minivoitaksi lausekkeeksi

(d-x^2-y^2)^2
(d-z^2-w^2)^2
(d-(x-z)^2-(y-w)^2)^2
(d-(1-x)^2-y^2)^2
(d-(1-z)^2-w^2)^2
(d-1)^2

Äänestä

Kommentoi aloitusta


pistejoukko kirjoitti:

Kolme pistettä voidaan asettaa tasoon siten että jokainen on yhtä kaukana toisista (tasasivuisen kolmion kärjet).

Neljää näin ei voida asettaa. Mikä olisi kuitenkin muodostelma, jossa tämä tilanne olisi mahdollisimman lähellä, eli kaikki kahden pisteen väliset etäisyydet olisivat mahdollisimman lähellä toisiaan. (Siis täytyy minimoida näiden etäisyyksien muodostaman (1d-joukon) halkaisija).

[Voidaan skaalata tätä muodostelmaa (eli neljän pisteen tason joukkoa) siten että tuo haluttu kahden pisteen välinen etäisyys olisi 1, jolloin jokainen kahden pisteen välinen etäisyys on mahdollisimman lähellä ykköstä. ]

Yleistettynä:
Miten voidaan k pistettä asettaa n-uloitteiseen euklidiseen avaruuteen siten, että jokaisen kahden pisteen väliset etäisyydet (näitä lukuja on 2 yli k kappaletta) olisi, jos eivät yhtä suuria, niin mahdollisimman lähellä toisiaan?

n 1 kappalettahan voidaan n-uloitteiseen aina tällä tavoin isometrisesti asettaa, mutta useampaa ei. (tasasivuinen kolmio, tetraedri jne.)


Onkohan tätä ongelmaa aikaisemmin tutkittu?

Anonyymi
5000

Ilmoita asiaton sisältö

  • Sisältää materiaalia, joka on loukkaavaa, herjaavaa, rasistista, uhkailevaa tai ahdistelevaa.

  • Materiaali sisältää nimiä, yhteystietoja tai muita henkilökohtaisia tietoja. Julkisuuden henkilöistä, julkisissa viroissa toimivista ihmisistä sekä yritysten vastuuhenkilöistä saa keskustella työhön liittyen. Myös yksityiselämään liittyvistä asioista voi keskustella siltä osin, kuin niistä on julkisesti kerrottu.

  • Sisältää lapsille haitallista tai heiltä kiellettyä materiaalia. Seksuaalinen sisältö on sallittua aiheeseen tarkoitetuilla palstoilla, joiden ikäraja on 18 vuotta.

  • Lainvastaista sisältöä voi olla mm. yksityiselämää loukkaavan tiedon levitys, kiihottaminen kansanryhmää vastaan, laiton uhkaaminen, alaikäisiin liittyvä seksuaalinen sisältö/grooming, petokset, identiteettivarkaudet, kunnianloukkaukset ja tekijänoikeusrikkomukset.

  • Sisältö ei liity palstan tai keskusteluketjun aiheeseen.

  • Viesti ei ole suomea tai ruotsia (pl. International Forums), se sisältää mainontaa, se sisältää tekijänoikeuksin suojattua materiaalia, se on massapostitus tai jokin muu syy.

Jaa keskustelu