Мангеттенська метрика

Манхеттенська метрика (метрика прямокутного міста, метрика L1) метрика, запроваджена Германом Мінковським. За цією метрикою, відстань між двома точками дорівнює сумі модулів різниць їх координат.

У Манхеттенській метриці довжини червоної, жовтої і синьої ліній рівні між собою (12). У геометрії Евкліда зелена лінія має довжину 12/2  8.48 і являє собою єдиний найкоротший шлях.

У цієї метрики багато назв. Манхеттенська метрика відома як манхеттенська відстань, відстань міських кварталів, метрика прямокутного міста, метрика L1, вулична метрика або норма (див. простір Lp), метрика міського кварталу, метрика таксі, прямокутна метрика, метрика прямого кута; на її називають метрикою гріди та 4-метрикою[1][2][3].

Назва «манхеттенська відстань» пов'язана з вуличним плануванням Манхеттена[4], де вулиці перетинаються під прямими кутами.

Кола в дискретній і неперервній геометрії міських кварталів.

Формальне визначення

Манхеттенська метрика між двома векторами в n-вимірному дійсному просторі з заданою прямокутною системою координат — сума довжин проекцій відрізка між точками на осі координат. Більш формально

де

і  вектори.

Наприклад, на площині відстань міських кварталів між точками і дорівнює

Властивості

Манхеттенська відстань залежить від обертання системи координат, але не залежить від відбиття відносно осі координат або паралельного перенесення. В геометрії, заснованій на манхеттенській метриці, виконуються всі аксіоми Гільберта, окрім аксіоми про конгруентні трикутники.

Куля в цій метриці має форму октаедру, вершини якого лежать на осях координат.

Приклади

abcdefgh
8
8
77
66
55
44
33
22
11
abcdefgh
Манхеттенська відстань між двома полями шахової дошки дорівнює мінімальній кількості ходів, яке необхідне візиру, щоб з одного поля перейти в інше.

Відстань в шахах

Відстань між полями шахової дошки для візиру (або тури, якщо відстань рахувати в клітинах) дорівнює манхеттенській відстані; король і ферзь користуються відстанню Чебишова, а слон — манхеттенською відстанню на дошці, повернутій на 45°.

П'ятнашки

Сума манхеттенських відстаней між кісточками і позиціями, в яких вони знаходяться у вирішеній головоломці «П'ятнашки», використовується як евристична функція для пошуку оптимального вирішення[5].

Клітинні автомати

Множина клітин на двовимірному квадратному паркеті, манхеттенська відстань до яких від даної клітини не перевищує r, називається околом фон Неймана діапазону (радіуса) r[6].

Див. також

Примітки

  1. Олена Деза, Мішель Марі Деза. Глава 19. Відстані на дійсній та цифровій площинах. 19.1. Метрики на дійсній площині // Енциклопедичний словник відстаней = Dictionary of Distances. — М : Наука, 2008. — С. 276. — ISBN 978-5-02-036043-3.
  2. Кластерный анализ: Меры расстояния
  3. Manhattan distance
  4. City Block Distance. Spotfire Technology Network.
  5. Історія комп'ютера: Еврістичні функції
  6. Weisstein, Eric W. von Neumann Neighborhood(англ.) на сайті Wolfram MathWorld.

Література

  • Eugene F. Krause (1987). Taxicab Geometry. Dover. ISBN 0-486-25202-7.

Посилання

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.