图形是刚性的。事实上,我将展示以下内容$35$-通过删除一个三角形的两个内部顶点而形成的边图是(至少)刚性的:
我们首先需要用尽可能少的参数(与长度和角度等度量相关的参数)找到图的顶点的参数化;三个参数就足够了。修复美元$和十亿美元$在下图中,将角度设置为参数$\字母_1、\字母_2、\字母_3$向量$\vec{A0}、\vec}B1}、\ vec{B2}$用……制造$\vec{AB}$,然后按以下顺序构造剩余编号的每个点距离的点$1$远离两个已经确定的点(具体施工顺序见本答案末尾的程序。)
定义函数$f:\mathbb R^3\到\mathbb R^3$作为$$f(\α_1,\α_2,\α_3)=(d(11,12),d(13,14),d$$即,它返回三条厚边的长度,这些边不是作为构造的一部分创建的,而是在图形中。设规则支撑七角形对应的参数为$\alpha_1^*,\alpha_2^*,\ alpha_3^*$; 清晰地$f(\alpha_1^*,\alpha_2^*,\ alpha_3^*)=(1,1,1)$.检查($35$-边)图,我们构造雅可比矩阵 J美元$属于$f美元$在$(\alpha_1^*,\alpha_2^*,\ alpha_3^*)$; 如果它有完整的等级,我们可以立即得出结论(无限小地或一阶)刚性。
事实证明J美元$是一个$3×3$秩矩阵$2$这并不意味着图形不是刚性的;我们仍然需要分析$f美元$沿着与这个秩缺陷相关联的无穷小运动J美元$.这样的运动是由J美元$; 假设这个元素是$(\增量_1,\增量_2,\增量_3)$.定义$$g(t)=f(\alpha_1^*+t\delta_1,\alpha_2^*+t_delta_2,\alfa_3^*+d\delta_3)$$当我们绘图时$克$对于$t(美元)$在零点附近,我们得到了以下图形(蓝色、红色和绿色线按顺序表示三个坐标):
所有三条厚边的长度分别位于$1$结合雅可比矩阵的结果,我们推断所述长度为不 $1$在一个被刺破的街区$(\alpha_1^*,\alpha_2^*,\ alpha_3^*)$,所以$35$-边缘图是(二阶的)刚性。
最后,可以很容易地看出$35$-边图是拉曼图通过Henneberg构造,在不使图形灵活的情况下,不能删除任何边。
#!/usr/bin/env python3从mpmath导入*mp.dps=100定义cu(z1,z2):#构造距离z1和z2为1的点,#从z1到z2的行的左侧。m=(z1+z2)/2d、 θ=极坐标(z2-z1)返回m+sqrt(1-d*d/4)*expj(θ+pi/2)定义f(a1,a2,a3):#图的顶点的渐进构造。#返回三对顶点之间的距离#在建设中没有直接关系,但仍有联系#边缘。A=mpf(0)B=mpf(1)p0=导出(a1)p1=1+expj(a2)p2=1+expj(a3)p3=铜(p1,p0)p4=铜(B,p1)p5=铜(p0,p3)p6=铜(p2,p5)p7=铜(p4,p6)p8=铜(p6,p2)p9=铜(p8,A)p10=铜(A,p9)p11=铜(p0,p7)p12=铜(p9,p7)p13=铜(p12,p1)p14=铜(p5,p10)p15=铜(p13,p14)返回abs(p11-p12)、abs(p13-p14)、abs(p15-p2)#预期解决方案的已知参数。a2精确到1.43262130059。。。a1=5*pi/7a2=相位(多根([10])a3=2*pi/7#f的雅可比矩阵定义fderiv(i,j):ff=λx,y,z:f(x,y、z)[i]dvec=元组(范围(3)中n的int(n==j))返回差异(ff,(a1,a2,a3),dvec)J=矩阵([[fderiv(i,J)代表范围(3)中的J]代表范围(2)中的i])#J在参比溶液中为缺秩,#即框架不是一阶(无穷小)刚性的。#不用担心。分析f在一个无穷小运动中的行为。。。_,西格玛,V=svd(J)nprint(印章(Sigma))da1,da2,da3=伏[2,:]定义g(z):返回f(a1+z*da1,a2+z*da2,a3+z*da3)#三根“测试棒”的长度分别位于1的同一侧#无穷小运动的足够小的倍数。#这表明该图是(二阶)刚性的。绘图([λz:g(z)[0],λz:g(z
上面的图表是在我的Dounreay存储库中的脚本.运行./draggraph.py七角
在包含绘图.py
复制完整的$42$-边缘图;以上图片是Inkscape中调整的结果。
移除其中一个内部恒星的两个连续顶点,在任何情况下都会得到一个一阶刚性图(行列式J美元$非零):
A=mpf(0)B=mpf(1)p0=导出(a1)p1=1+expj(a2)p2=1+expj(a3)p3=铜(p1,p0)p4=铜(B,p1)p5=铜(p0,p3)p6=铜(p2,p5)p7=铜(p4,p6)p8=铜(p6,p2)p9=铜(p8,A)p10=铜(p3,p8)p11=铜(p9,p7)p12=铜(p11,p1)p13=铜(p12,p5)p14=铜(p0,p7)p15=铜(p13,p2)p16=铜(p14,p10)返回abs(p11-p14)、abs(p12-p15)、abs(p15-p16)
A=mpf(0)B=mpf(1)p0=导出(a1)p1=1+expj(a2)p2=1+expj(a3)p3=铜(p1,p0)p4=铜(B,p1)p5=铜(p0,p3)p6=铜(p2,p5)p7=铜(p4,p6)p8=铜(p6,p2)p9=铜(p8,A)p10=铜(A,p9)p11=铜(p0,p7)p12=铜(p3,p8)p13=铜(p10,p4)p14=铜(p5,p10)p15=铜(p14,p2)p16=铜(p11,p12)返回abs(p12-p13)、abs(p 13-16)、abs(p 16-p15)