Enneper曲面

旋转Enneper表面-Greg Egan

旋转Enneper Surface–Greg Egan

这是Enneper表面,由绘制格雷格·伊根使用Mathematica。这是一个最小曲面,这意味着如果你弯曲任何一小块,它一定会得到更多的面积。如果肥皂膜不包围任何空气,它的表面就会很小。但Enneper曲面与自身相交:浸没的,浸没的在3d空间中,但不嵌入。所以,你不能用肥皂水!

可以使用以下等式描述Enneper曲面:

$$x=u–u^3/3+uv^2$$

$$y=-v+v^3/3–vu^2$$

$$z=u^2–v^2$$

由于$u$和$v$在所有实数上的范围,点$(x,y,z)$触及Enneper曲面的每个点。

阿尔弗雷德·恩内珀(Alfred Enneper)和卡尔·魏尔斯特拉斯(Karl Weierstrass)早在1863年左右就在考虑极小曲面,他们发现每一个这样的曲面都是映射到$\mathbb{R}^3$中的圆盘,可以用复杂的分析函数巧妙地描述。这称为Enneper–Weierstrass参数化Enneper曲面的区别在于,它具有这种极其简单的参数化。

Enneper曲面也很特殊,因为它是$\mathbb{R}^3$中的一个完全极小曲面,其高斯曲率在整个曲面上的积分为$-4\pi$。唯一具有此属性的其他曲面是悬链线通过旋转悬链线获得。悬链线是继飞机之后发现的第一个最小曲面:1744年Leonhard Euler证明它是最小曲面。

你能找出Enneper曲面的对称组吗?

有关更多信息,请阅读:

Enneper表面,维基百科。

Enneper–Weierstrass参数化,维基百科。

•Myla Kilchrist和Dave Packard,Weierstrass–Enneper陈述,马背上的动态 4(2012).


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