* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
378
МНОГОМЕРНЫЕ ПРОСТРАНСТВА
Поэтому при п = 2, 3, 4 и 5 имеем:
* (г) = лг ,
2
2
v (r) = i n r »
e 2
f
* (г)=4-я*>\
4
« (г)=^я"г»
в
и
2 (г) = 2лг,
2
2 (г) - 4 л г ,
Э
2 (г) = 2л*г ,
4
я
Е (г)
6
Проверить эти формулы можно при помощи элементарного интегриро вания: нетрудно видеть (см. рис. 14), что
+i
С = ? „ ( 1 ) = $ " „ - i ( V T = S i ) Ас.
в
(56)
-1
и легко убедиться, что, действительно,
я
+1
J "п-i iVT^)dx
n l
+ 1
= C _ $[}TT=^*-*dx^C _
n 1
2
J cos Md« = C
n n
(57)
-1
-1
7t
2
(ср., например, Г. М. Ф и х т е н г о л ь ц , Курс дифференциального и инте грального исчисления, т. I I I , М., Фиэматгиэ, 1963, стр. 393). Формула же (55) без труда получается из того, что объ ем л-мерного симплекса (см. ниже, стр. 382) равен 1/л произведения (л— 1)-мерной пло щади его основания на высоту. Из формул (52) —(55) вытекает ряд осо бенностей л-мерных шаров и сфер, резко отличающих эти геометрические фигуры от привычных нам трехмерного шара и дву мерной сферы. Укажем здесь лишь один пример такого рода. Рассмотрим л-мерный шар радиуса 1 и отрежем от него тонкий «слой», ограниченный двумя параллельными гиперплоскостями, отстоящими от центра шара, скажем, на расстоянии 0,001. В трех мерном пространстве соответствующий слой будет иметь очень небольшой объем и по верхность ограничивающей его части сфе Рис. 14. ры также будет очень малой. Если, одна ко, число л измерений пространства очень велико, то объем такого слоя может оказаться лишь незначительно отличаю щимся от полного объема шара; также и часть поверхности сферы, заклю ченная между нашими плоскостями, при большом л будет по величине почти совпадать с площадью в с е й поверхности. Читатель, знакомый с интег ральным исчислением, без труда самостоятельно докажет эти утверждения.
§ 4. Многогранники
4.1. Параллелепипеды. Если в уравнении (5) параметры t будут пробегать не все действительные значения, а б у д у т ограничены условиями ( Х / ^ 1 , мы получим k-мерный параллелепипед (па раллелограмм прн k = 2). В дальнейшем мы будем рассматривать
a в