* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
ВЫПУКЛЫЕ ТЕЛА В МНОГОМЕРНЫХ ПРОСТРАНСТВАХ
243
+
Ь±_.ОА +...
2 А а
+'^.ОА .
к к
Так как, очевидно. у + у + • . + ^ = 1 . т о . в
силу предположения индукции, точка N принадлежит выпуклой оболочке точек Л , Л , А (рис. 118) и, значит, она подавно принадлежит вы пуклой оболочке G точек А * А , .... A A Наконец, X + X +i =
х 2 kt k+V ft
• = ( х 1 + . . . +xft)+x
fc+1
=i
и
^=xr^1+...+xft.^ft+xfe+1a4 4i=='
f t
f t + 1
04, + . . . + ^ - ^ ) + X
-M
f r + l
=X.o7v + X
k+l к
f t + 1
-0^
f t + 1
, откуда
видно, что точкаМ лежит на отрезке NA (рис. 118). Но так как о б е точки N, А +\ принадлежат в ы п у к л о м у телу О, то и точка М принадлежит этому телу. Тем самым доказано, что любая точка М тела G принад лежит телу G, т. е. тела б и G совпадают. Теорема доказана. Пусть в л-мерном евклидовом пространстве даны л + 1 точек Л , А А которые не лежат в одной гиперплоскости. Многогранник, Рис. 118. являющийся выпуклой оболочкой этих точек, называется n-мерным симплексом (ср. стр. 360). Так, одномерный симплекс представляет собой выпуклую оболочку д в у х точек в одномерном пространстве (т. е. на прямой); иными словами, одномерный симплекс является о т р е з к о м (рис. 119,а). Двумерный симп лекс, т. е. выпуклая оболочка трех точек на плоскости, представляет собой т р е у г о л ь н и к (рис. 119, б). Трехмерным симплексом является т е т р а э д р (рис. 119, в). Таким образом, л-мерный симплекс представляет собой п-мерное обобщение треугольника (или тетраэдра). Так как любые л точек л-мер но го евклидова пространства лежат в одной гиперплоскости, то никакой «настоящий» л-мерный многогранник (т. е ие ле жащий целиком в гиперплоскости, или, иначе, содержащий внутренние
0 ъ П1
точки) не может иметь менее л + 1 вершин. Таким образом, л-мерный сим плекс имеет наименьшее число вершин среди всех л-мерных многогранников и в этом смысле является п р о с т е й ш и м л-мерным многогранником. Этим и объясняется его название (ведь слово «симплекс»—латинское simplex—как раз и означает «простой»). Из простейших л-мерных многогранников, т. е. из симплексов, можно «сложить» л ю б о й л-мерный выпуклый многогранник. Так, например, хо рошо известно, что любой выпуклый многоугольник можно разбить на тре угольники, даже на треугольники, вершинами которых будут являться вер шины данного многоугольника (рис. 120). Точно так же любой (трехмерный) выпуклый многогранник можно разрезать на тетраэдры (на рис. 121 показано