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超球面

超球面是數學中的一個概念,主要指的是在高維空間中,與一定點的距離為定值的所有點組成的集合。它可以被視為和球面在高維空間中的推廣。具體來說:

定義:超球面是n維球體(圓球)的表面或邊界,它是n維流形的一種。在n+1維空間中,超球面是由所有與固定點(中心)距離等於某個常數(半徑)的點組成。特別地,0維球面是直線上的兩個點,1維球面是平面上的圓,2維球面是三維空間內的普通球面,而高於2維的球面則被稱為超球面。

性質:

超球面的半徑越大,其曲率越小。當曲率趨近於0時,超球面趨近於超平面。

超球面是余維數為1的流形,其維數比其空間維數少一。

例子:

在三維空間中,普通的球面是一個2維的超球面。

在四維空間中,三維的球面是一個3維的超球面。

超球體:由n維球面所包圍的體積稱為n+1維球體,也稱為超球體。

通過以上定義和性質,我們可以看到超球面不僅是一個幾何對象,它還在高維幾何和物理學等領域有著廣泛的套用。