布劳威尔不动点定理

✍ dations ◷ 2025-12-01 16:17:10 #不动点,连续映射,数学定理,拓扑学理论

在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可应用到有限维空间并构成了一般不动点定理的基石。布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔(荷兰语:L. E. J. Brouwer)。

布劳威尔不动点定理说明:对于一个拓扑空间中满足一定条件的连续函数 f {\displaystyle f} = 3 的情况(发表于《纯綷及应用数学期刊》之内)。后来在1909年,鲁伊兹·布劳威尔(L. E. J. Brouwer)再次证明。在1910年,雅克·阿达马提供一般情况的证明,而布劳威尔在1912年提出另一个不同的证明。这些早期的证明皆属于非构造性的间接证明,与数学直觉主义理想矛盾。现在已知如何构造(接近)由布劳威尔不动点定理所保证的不动点,见例子 (Karamadian 1977) 和 (Istrăţescu 1981)。

布劳威尔不动点定理有若干种不同的叙述方式,与使用时的上下文有关。

最简单的形式如下:

推广到任意有限维数的情况,就是:

一个稍微更一般化的结论是:

而更加著名的是一个还要更一般化的定理:

这个定理可以通过很实际的例子来理解。比如:取两张一样大小的白纸,在上面画好垂直的坐标系以及纵横的方格。将一张纸平铺在桌面,而另外一张随意揉成一个形状(但不能撕裂),放在第一张白纸之上,不超出第一张的边界。那么第二张纸上一定有一点正好就在第一张纸的对应点的正上方。一个更简单的说法是:将一张白纸平铺在桌面上,再将它揉成一团(不撕裂),放在原来白纸所在的地方,那么只要它不超出原来白纸平铺时的边界,那么白纸上一定有一点在水平方向上没有移动过。

这个断言的根据就是布劳威尔不动点定理在二维欧几里得空间(欧几里得平面)的情况,因为把纸揉皱是一个连续的变换过程。

另一个例子是大商场等地方可以看到的平面地图,上面标有“您在此处”的红点。如果标注足够精确,那么这个点就是把实际地形射到地图的连续函数的不动点。

三维空间中的情况:如果我们用一个密封的锅子煮水,那么总有一个水分子在煮开前的某一刻和煮开后的某一刻处于同样的位置。

地球绕着它的自转轴自转。自转轴在自转过程中是不变的,也就是自转运动的不动点。

相关

  • 海沟海沟是位于海洋中的两壁较陡、狭长的、水深大于5000米(如毛里求斯海沟5,564米)的沟槽。海沟多分布于活动的海洋板块边缘,在海洋板块与大陆板块的交界处,一般认为它是地球板块相
  • 皇家海军(英语:Royal Navy,缩写为RN),亦称英国皇家海军或英国海军,是英国的首要海上作战部队。9世纪时阿尔弗雷德大帝首先开始使用海上军队,而自14世纪初起英格兰海军开始参与海战
  • 胀子在粒子物理学中,胀子(英语:Dilaton)是额外维度理论中当允许紧致化的维度的体积变化时出现的一种假想粒子。它所出现的形式,例如作为卡鲁扎-克莱因理论中紧致化的维度中的引力标量
  • 蚤蝇科蚤蝇又名为驼背蝇,为一类小型的苍蝇,常出现在尸体腐败后期。属于双翅目蚤蝇科(学名:Phoridae),估计有超过4000个物种,分成4个亚科230个属。最常见的是别名棺材蝇的蛆症异蚤蝇(Megase
  • 英国国民英国(历史) 澳洲 巴巴多斯 加拿大(历史) 印度 马来西亚 马耳他 新西兰 萨摩亚 新加坡 南非 汤加 爱尔兰公民在英国英国公民 英籍人士 英国海外领土公民 英国海外公民 英国国民(海
  • chashamachashama(以小写字母c开头)是一家位于美国纽约市的非盈利性艺术组织。chashama主要利用闲置的土地为艺术家们提供低价的创作空间。
  • 白腰鼠海豚白腰鼠海豚(学名:)也称 白腰拟鼠海豚、无喙鼠海豚、多尔鼠海豚,鼠海豚科下 拟鼠海豚属(也称 白腰鼠海豚属、无喙鼠海豚属)现存的唯一物种,是平均体型最大的鼠海豚科,分布于北太平洋
  • 龙三角龙三角(英语:Dragon's Triangle)又称日本龙三角、福尔摩沙三角(英语:Formosa Triangle)、恶魔海或魔鬼海(英语:Devil's Sea;日语:魔の海)。是位于西太平洋北回归线的一块三角形区域,与位
  • 维迪亚维哈尔维迪亚维哈尔(Vidyavihar),是印度拉贾斯坦邦Jhunjhunun县的一个城镇。总人口14366(2001年)。该地2001年总人口14366人,其中男性8574人,女性5792人;0—6岁人口1194人,其中男619人,女575
  • 罗宏正罗宏正(英文名:Wes ,1989年07月26日-),台湾男艺人。曾为台湾男子团体武虎将的成员和SpeXial的团长。粉丝名为“红豆”。2009年在电视剧《终极三国》演出黄忠一角而出道。因服兵役