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गॉस-बोनट प्रमेय

1848
  • Carl Friedrich Gauss
  • Pierre Ossian Bonnet
एक गणितज्ञ का अध्ययन कक्ष, जिसमें गॉस-बोनट प्रमेय से संबंधित चर्मपत्र कागज और ज्यामितीय आरेख मौजूद हैं।

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

गॉस-बोनट प्रमेय एक संकुचित द्वि-आयामी सतह की ज्यामिति को उसकी टोपोलॉजी से जोड़ता है। यह बताता है कि संपूर्ण सतह M पर गॉसियन वक्रता K का समाकलन सतह के यूलर अभिलक्षणिका chi(M) के 2π गुना के बराबर होता है। सूत्र है: ∫M K dA = 2π chi(M)

गॉस-बोनट प्रमेय एक उल्लेखनीय कथन है जो सतह के स्थानीय ज्यामितीय गुणों और उसकी वैश्विक स्थलाकृतिक संरचना के बीच गहरा संबंध स्थापित करता है। समीकरण का बायां पक्ष, [latex]int_M K , dA[/latex], पूरी सतह पर गॉसियन वक्रता (एक ऐसी मात्रा जो बिंदु दर बिंदु भिन्न हो सकती है) का समाकलन करता है। यह विशुद्ध रूप से एक ज्यामितीय मात्रा है। दायां पक्ष, [latex]2pi chi(M)[/latex], यूलर अभिलक्षणिका, [latex]chi(M) = V – E + F[/latex] (सतह के किसी भी त्रिभुजीकरण के लिए शीर्ष – किनारे + फलक) को दर्शाता है, जो एक स्थलाकृतिक अपरिवर्तनीय है। इसका अर्थ है कि [latex]chi(M)[/latex] सतह के निरंतर विरूपण के तहत नहीं बदलता है; उदाहरण के लिए, एक गोले में हमेशा [latex]chi=2[/latex] होता है और एक टोरस में हमेशा [latex]chi=0[/latex] होता है, चाहे उन्हें कैसे भी खींचा या मोड़ा जाए।

इस प्रमेय का तात्पर्य यह है कि सतह को चाहे जैसे भी विकृत किया जाए, कुल वक्रता स्थिर रहती है। यदि आप गोले में एक गड्ढा बनाते हैं (ऋणात्मक वक्रता उत्पन्न करते हैं), तो कुल समाकलन को 4π के बराबर रखने के लिए आपको साथ ही साथ अन्यत्र अधिक धनात्मक वक्रता वाले क्षेत्र बनाने होंगे (क्योंकि π(गोला) = 2)। टोरस के लिए, कुल वक्रता हमेशा शून्य होनी चाहिए; धनात्मक वक्रता वाले किसी भी क्षेत्र को ऋणात्मक वक्रता वाले क्षेत्र द्वारा ठीक संतुलित किया जाना चाहिए। यह प्रमेय अधिक सामान्य घातांक प्रमेयों, जैसे कि अतियाह-सिंगर घातांक प्रमेय, का अग्रदूत था, जो उच्च आयामों में विश्लेषणात्मक और स्थलाकृतिक अपरिवर्तनीयताओं को आपस में जोड़ते हैं।

UNESCO Nomenclature: 1204
ज्यामिति

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • गोलाकार त्रिभुजों के क्षेत्रफल पर गिरार्ड का प्रमेय
  • Gauss’s work on intrinsic curvature (Theorema Egregium)
  • यूलर का बहुफलकीय सूत्र (V = E + F = 2)
  • समाकलन कलन का विकास

आवेदन

  • टोपोलॉजी (एक ज्यामितीय गुण, वक्रता, को एक टोपोलॉजिकल अपरिवर्तनीय, यूलर विशेषता से जोड़ना)
  • भौतिकी (क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत और स्ट्रिंग सिद्धांत के संदर्भ में)
  • कंप्यूटर ग्राफिक्स (मेश प्रोसेसिंग और विश्लेषण के लिए)
  • रोबोटिक्स (जटिल सतहों पर पथ नियोजन के लिए)

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

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संबंधित शब्द: गॉस-बोनट, गॉसियन वक्रता, यूलर अभिलक्षणिका, टोपोलॉजी, ज्यामिति, समाकलन, सतह, अपरिवर्तनीय।

ऐतिहासिक संदर्भ

गॉस-बोनट प्रमेय

1822
1822
1828
1848
1850
1854
1884
1812
1822
1827
1829
1850
1854
1854
1895

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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