关于任意维度空间图形的规律

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  摘 要:本文主要阐述了多种维度理论。主要包括杨辉三角中的维度奥秘和规律,与一个我发现的三角中的维度奥秘和规律,欧拉定理的实质,四维空间中超立方体的图形和包含的元素,与一个空间中点到点的最远距离讨论。
  关键词:维度理论,杨辉三角,欧拉定理,超立方体
  一.任何维度空间均有负一维,相当于集合里面的空集。
  二.任意维度空间的能反应其空间特征的最简单的图形(如零维是点,一维是线,二维是三角形,三维是四面体)规律符合杨辉三角(如图1)。
  注释:负一维含一个空集;点含一个空集与一个点;线含两个点、一个空集与一条线;三角形含一个空集、三个点、三条线与一个面;四面体含一个空集、四个点、六条线、四个面与一个体... ....
  如果是n维,则有n+1个点(如图2)。
  三.任意维度空间的相当于正方形、正方体推广出的图形,规律符合以下三角(如图3)。
  注释:负一维含一个空集;点含一个空集与一个点;线含一个空集、两个点与一条线;正方形含一个空集、四个点、四条线与一个面;正方体含一个空集、八个点、十二条线、六个面与一个体... .... 其中,在零维元素那条线上,从右上到左下:
  1=20  2=21  4=22  8=23  16=24  32=25  64=26  128=27  256=28
  四.任意维度的图形(此处的图形,定义类似于欧拉定理中的简单多面体),其中的奇维元素之和等于偶维元素之和(这里的奇维元素包含负一维的空集)。
  杨辉三角中举例:
  零维(点) 1=1
  一维(线) 1+1=2
  二维(三角形) 1+3=3+1
  三维(四面体) 1+6+1=4+4
  四维(五胞体) 1+10+5=5+10+1
  五維(?) 1+15+15+1=6+20+6
  六维(?) 1+21+35+7=7+35+21+1
  七维(?) 1+28+70+28+1=8+56+56+8
  八维(?) 1+36+126+84+9=9+84+126+36+1
  相当于正方形、正方体的图形符合的三角中举例:
  零维(点) 1=1
  一维(线) 1+1=2
  二维(正方形) 1+4=4+1
  三维(正方体) 1+12+1=8+6
  四维(超立方体)1+32+8=16+24+1
  五维(?) 1+80+40+1=32+80+10
  六维(?) 1+192+160+12=64+240+60+1
  七维(?) 1+448+560+84+1=128+672+280+14
  八维(?) 1+1024+1792+448+16=256+1792+1120+112+1
  五.欧拉定理(在简单多面体中,点+面-棱=2)实际上仅是上述规律在三维空间上的一个变形,剩的那个2实际上是负一维元素与三维元素之和(2=1+1)。
  六.超立方体(如图4,含16个点、32条线、24个面以及8个相同的正方体)。
  (图4)
  七.在长度为1的线段中、点到点的最远距离为1,也就是  1;(如图5)
  在边长为1的正方形中,点到点的最远距离为   2;(如图6)
  在棱长为1的正方体中,点到点的最远距离为   3;(如图7)
  在单位长度为1的超立方体中,点到点的最远距离为2,也就是   4;(如图8)
  也就是说,在相当于正方形,正方体推广出的n维图形中,如果单位长度为1,则点到点的最远距离为   n。
  参考文献:
  [1]林磊.超立方体与高维的欧拉公式[J].数学教学,2003(11):21.
  [2]吴东兴.有关四维空间的几个问题[J].江西教育学报,2018(20):147.
  [3]马登明.从一维空间、二维空间到四维空间的联想与趣谈[J].青海民族学院学报,1995(03):107
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