Симпліціальна сфера

Симпліціа́льна (або комбінато́рна) d-сфе́ра — це симпліціальний комплекс, гомеоморфний d-вимірній сфері. Деякі симпліціальні сфери з'являються як межі опуклого багатогранника, однак у вищих розмірностях більшість симпліціальних сфер не можна отримати таким чином.

Найважливіша з відкритих проблем цієї галузі g-гіпотеза, сформульована Пітером Макмалленом, який поставив питання про можливе число граней різних розмірностей симпліціальнї сфери. У грудні 2018 Карім Адіпрасіто довів гіпотезу для всіх d [1].

Приклади

Властивості

З формули Ейлера випливає, що будь-яка симпліціальна 2-сфера з n вершини має 3n − 6 ребер і 2n − 4 граней. Випадок n = 4 реалізується у вигляді тетраедра. При повторному здійсненні барицентричного підподілу легко побудувати симпліціальні сфери для будь-якого n ⩾ 4. Однак Ернст Штайніц дав опис 1-скелетів (графів ребер) опуклих багатогранників у R3, з якого випливає, що будь-яка симпліціальна 2-сфера є межею опуклого багатогранника.

Бранко Ґрюнбаум побудував приклад симпліціальної сфери, яка не є межею багатовимірного багатогранника. Гіль Калай довів, що, фактично, «більша частина» симпліціальних сфер не є межами багатогранників. Найменший приклад існує в розмірності d = 4 і має f0 = 8 вершин.

Теорема про верхню межу дає верхні межі для числа fi i-граней будь-якої симпліціальної d-сфери з f0 = n вершинами. Гіпотезу довів для поліедральних сфер у 1970 Пітер Макмаллен[2], а для загальних симпліціальних сфер у 1975 Річард Стенлі.

Сформульована Макмалленом у 1970 році g-гіпотеза ставить питання про повний опис f-векторів симпліціальних d-сфер. Іншими словами, які можливі набори числа граней кожної розмірності симпліціальної d-сфери? Для поліедральних сфер відповідь дає g-теорема, яку довели в 1979 році Біллера і Лі (існування) і Стенлі (необхідність). Висловлено припущення, що ті самі умови необхідні для загальних симпліціальних сфер.

На 2015 рік гіпотеза залишалася відкритою для d=5 і вище. У грудні 2018 Карім Адіпрасіто довів гіпотезу для всіх d[1].

Див. також

Примітки

  1. Adiprasito, 2018.
  2. McMullen, 1971, с. 187–200.

Література

  • Karim Adiprasito. Combinatorial Lefschetz theorems beyond positivity.  2018. — 3 листопада. arXiv:1812.10454v2.
  • Richard P. Stanley. Combinatorics and commutative algebra. — Second edition. — Boston, MA : Birkhäuser Boston, Inc, 1996. — Т. 41. — С. x+164. — (Progress in Mathematics) — ISBN 0-8176-3836-9.
  • P. McMullen. On the upper-bound conjecture for convex polytopes // J. Combinatorial Theory.  1971. Вип. 10 (3 листопада). С. 187–200. — (Ser. B).
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.