2、等距同构1.引言在混沌动力学屮会遇到一种奇特的度量空I'可一一序列空I'可(LdJ,定义如下:定义1.1设集合工={%»$2…片…丨》w{0,1,2,・・・〃一1}},其中p是定值,1
3、,并且满足n-1I_fI工广{加】$2…兀一】l®w{0‘l'2,・・・p-l}‘0〈pS9},dn(m)=2'J,/=0P其中b=佔$2…》一「I=W1…C,-l•容易证明(X,孔)和(%,O都是度量空间.对于一个给定的度量空间,对其建立一个简单的几何模型,最好的方法莫过于将这个度量空间等距嵌入欧氏空间中,比如R,/?2或者在本篇文章的第四部分将会给出序列空间E的子空间工2不能等距嵌入欧氏空间(卍,蘇)(心为欧几里得度量),无论n的収值为多大.因此序列空间另也就不能等距同构于欧氏空间定义1・3在欧氏空间中定义度量pl认,0
4、=2>厂「,其中$=(几冷,$2,…,仏),心仏昇",…,—-】),则称〃g为/=0网格度量.设映射齐:(工n,d〃)T(/r,比)齐(加】…%)=&,»•••,片一1)其中S严十.在本篇文章的第四部分,将会证明映射%是(乙「,久)到仪",〃g)的等距映射.因此映射齐的象就是%在(疋,心)屮的几何模型•例如:当p=2时,5={0,1},纭在映射齐下的象包含两个点,如图1・1:Z2={(00),(01),(10),(1!)},工2在映射了2下的彖包含四个点,如图1・2图1・2y2(Z2)刀3={(000),(001),(010
5、),(100),(101),(110),(011),(111)},工3在映射匕下的象包含8个点,如图1-3A2B2图1・3佃)同理当p=3时,(000),(001),(010),(100),(101),(110),(011),(111),、(002),(020),(200),(102),(201),(202),(120),(210),(202)(012),(021),(022),(112),(121),(211),(122),(212),(221)(222)%在映射人下的象包含27个点,如图1-4图1・4佃)利用这种方法,能
6、很容易地建立序列空间工“的儿何模型,然而对于工“中门的取值大于3的情况,这种几何模型,却不能很容易的直观表示的几何模型.同样对于序列空间工而言,这种方法,就显然不适用于建立其直观的几何模型.然而,如果我们可以寻找一种方法,能再将的几何模型,“挤压”到二维或者三维的空间里面,就能获得直观的几何结构,事实上,本篇文章中,将介绍一种可以将工“的几何模型“挤压”到实平面中,从而获得直观的几何结构的方法.例如:当p=2时,儿(工3)的几何模型如图I",是一个长为1个单位,宽为+个单位,高为扌个单位的长方体,儿(工J中任意两点的距离为两
7、点之I'可沿着长方体的边的最短的路径的长度.接下來,按图1・5到图1・6的挤压方法即,可以将73(力3)的三维儿何结构,转化成二维的儿何结构.A4A2B2B1B4A3A203B2A1图1-6同样当=3时,卩3(》3)的儿何模型如图1・4,是一个长为2个单位,宽为一个单位为一个单位的长方体,儿(》3)屮任意两点的距离为两点之间沿着长方体的边的最短的路径的长度.接下來,按图1・7到图1・8的挤压方法即,可以将九(工3)的三维几何结构,转化成二维的几何结构.C3图1-7A3B3A1B1C1A2B2C2C3C6C9图1-8利用的类似
8、上述的转化方法,就可以将》n的儿何结构转化到平面内.在这篇文章屮,用类似的方法,将序列空间工的几何结构转化到平面内.在这之前,我们先看一个简单的空间模型,认识什么是几何结构的直观表示.1.一个简单的离散度量空间的几何结构的直观表示为了图解,什么是儿何结构的直观表示,先来认识一个简单的离散度