Hyperkoule

Hyperkoule je v geometrii zobecnění kruhu a koule do vícerozměrného (n>3) prostoru. Je definována jako množina bodů, které mají od daného bodu (tzv. středu) vzdálenost menší nebo rovnu poloměru r. Povrch hyperkoule v n-rozměrném prostoru je (n-1)-rozměrný a tvoří varietu, která se nazývá (n-1)-sféra a značí se standardně S n 1 . {\displaystyle \mathbb {S} ^{n-1}.} (viz také 3-sféra)

Vzorce pro objem a povrch

Objem[ujasnit] n-rozměrné koule je

V = r n k = 1 n π   Γ ( k + 1 2 ) Γ ( k 2 + 1 ) = r n π n 2 Γ ( n 2 + 1 ) , {\displaystyle V=r^{n}\prod _{k=1}^{n}{\frac {{\sqrt {\pi }}\ \Gamma \left({\frac {k+1}{2}}\right)}{\Gamma \left({\frac {k}{2}}+1\right)}}=r^{n}{\pi ^{\frac {n}{2}} \over {\Gamma \left({\frac {n}{2}}+1\right)}},}

kde Γ ( x ) {\displaystyle \Gamma (x)} je funkce gama. Tento zápis lze zjednodušit rozpisem na sudé a liché počty rozměrů. Je-li n liché, potom

V l = r n π n 1 2 2 n + 1 2 n ! ! , {\displaystyle V_{l}=r^{n}{\frac {\pi ^{\frac {n-1}{2}}2^{\frac {n+1}{2}}}{n!!}},}

a pro sudé n

V s = r n π n 2 ( n 2 ) ! . {\displaystyle V_{s}=r^{n}{\frac {\pi ^{\frac {n}{2}}}{\left({\frac {n}{2}}\right)!}}.}

Povrch n-rozměrné koule je shodný s derivací objemu podle r, tedy

S = n r n 1 k = 1 n π   Γ ( k + 1 2 ) Γ ( k 2 + 1 ) = n r n 1 π n 2 Γ ( n 2 + 1 ) {\displaystyle S=nr^{n-1}\prod _{k=1}^{n}{\frac {{\sqrt {\pi }}\ \Gamma \left({\frac {k+1}{2}}\right)}{\Gamma \left({\frac {k}{2}}+1\right)}}=nr^{n-1}{\pi ^{\frac {n}{2}} \over {\Gamma \left({\frac {n}{2}}+1\right)}}}

Je-li n liché

S l = n r n 1 π n 1 2 2 n + 1 2 n ! ! , {\displaystyle S_{l}=nr^{n-1}{\frac {\pi ^{\frac {n-1}{2}}2^{\frac {n+1}{2}}}{n!!}},}

je-li n sudé

S s = n r n 1 π n 2 ( n 2 ) ! . {\displaystyle S_{s}=nr^{n-1}{\frac {\pi ^{\frac {n}{2}}}{\left({\frac {n}{2}}\right)!}}.}

Externí odkazy

  • n-rozměrné koule – s odvozením vztahů
Pahýl
Pahýl
Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty.