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[几何] 闭合曲线 定向

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hbghlyj Posted 2022-12-16 19:05 |Read mode
Last edited by hbghlyj 2022-12-19 02:50University of Rochester Math Olympiad2015Olympiad
4. Let $\mathcal{C}$ be a smooth closed curve in the plane that intersects itself in only finitely many points. (The curve may pass through a single point several times, but is not tangent to itself.) Orient $\mathcal{C}$ by tracing out the entire curve in a particular direction, indicated by the arrows in the diagram. Prove there exists an enclosed region, such as the shaded one, whose boundary is consistently oriented by $\mathcal{C}$, meaning that every portion of the boundary is traversed in the same direction by $\mathcal{C}$, either clockwise or counterclockwise.
4. 设 $\mathcal{C}$ 是平面中的一条光滑闭合曲线,它仅有有限多个自交点(可能多次通过一个点,但不与自身相切)。以顺时针或逆时针描绘整个曲线来定向 $\mathcal{C}$,如图中的箭头所示。
证明存在一个封闭区域,如图中的阴影区域,其边界被 $\mathcal{C}$ 沿一致的方向描绘,即$\mathcal{C}$ 以相同的方向(顺时针或逆时针)描绘边界的每一段。

我今天看到的,觉得蛮有意思,发上来找高手解答,然后学习之

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考虑单 $\infty$ 点复变函数路径积分.  Posted 2022-12-17 15:45

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Czhang271828 Posted 2022-12-19 18:08
hbghlyj 发表于 2022-12-19 07:58
本帖最后由 hbghlyj 于 2022-12-19 01:49 编辑 @Czhang271828 细说
$f(z)=z$ has a simple pole at ∞
这 ...
好像是个脑经急转弯. 根据如是约化方式来消融交点, 结果是若干定向圈的无交并 (显然至少存在一个圈). 根据 Zorn 引理找到不包含有其余任何圈的的圈, 该圈在原图中对应楼主想要的东西.

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 Author| hbghlyj Posted 2022-12-20 00:00
Czhang271828 发表于 2022-12-19 11:08
根据如是约化方式来消融交点, 结果是若干定向圈的无交并 (显然至少存在一个圈). 根据 Zorn 引理找到不包含有其余任何圈的的圈 ...
啊,原来这么简单学到了, 谢谢

有一个问题: 题中给了条件“有限个自交点”和“不相切”, 需要 Zorn 引理吗? 或者说 圈的个数可能是uncountably infinite吗?
例如都通过一点,半径是[1,2]上的所有实数的圆, 个数是uncountably infinite, 但是它们无法同时满足“有限个自交点”和“不相切”条件.

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有限对象的 Zorn 引理是采用通常的数学归纳法即可证明, 不需要选择公理之类的. 这里为省事直接说"Zorn 引理", 其实就是数学归纳法.  Posted 2022-12-20 14:32

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Czhang271828 Posted 2022-12-20 15:38
hbghlyj 发表于 2022-12-20 00:00
啊,原来这么简单学到了, 谢谢

有一个问题: 题中给了条件“有限个自交点”和“不相切”, 需要  ...
其实可以显然地推广一下: 有限自交的圆环面可以划分出一个同胚于圆环的连通区域.
无钱佮歹看、无样佮歹生、无汉草佮无文采、无学历佮无能力、无高度无速度无力度共闲无代志。(闽南话)
口号:疼惜生命,远离内卷。

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2025-5-31 10:33 GMT+8

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