Код:
|1,0,0,0,0| и |0,0,0,0,0|
|0,1,0,0,0| |0,0,0,0,0|
|0,0,1,0,0| |0,0,0,0,0|
|0,0,0,1,0| |0,0,0,0,0|
|0,0,0,0,0| |0,0,0,0,1|
Тогда оператор проектирования будет иметь следующий вид(Оператор Q применяется к вектор-столбцу x вот в таком виде, получается в итоге так же вектор-столбец у: Qx=у):
Код:
|1,0,0,0,0|
|0,1,0,0,0|
|0,0,1,0,0|
|0,0,0,1,0|
|0,0,0,0,0|
Вот, значит, что есть проектирование тоже понятно. Кто еще не понял, пусть прочитает про умножение матриц.
Осталось только выяснить, что же получится, если спроектировать 5д шар. Чтобы это узнать, нужно к радиус-вектору каждой его точки применить наш оператор, и выяснить, что же за множество в итоге получится. Не долго думая, можно заметить, что в результате получатся вектора вида [x1,x2,x3,x4,0]. То-есть, во-первых, все координаты остались прежними, кроме последней, во-вторых, теперь все вектора принадлежат 4д-пространству, на которое мы проектируем.
Теперь нужно выяснить, что же это за множество. Мы подозреваем, что это шар радиуса r. Тогда каждый из полученных векторов(чтоб не париться лишний раз, будем считать, что центр шара в начале координат) должен удовлетворять соотношению:
(x1^2+x2^2+x3^2+x4^2)^(1/2)<=r (*)
Кстати, в это множество должны входить все точки 4д подпространства, на которое мы проектировали, без исключений, иначе это будет уже не шар.
Ну, что соотношение выполнено для всех то чек без исключения, это очевидно, так как для каждой из точек выполнено соотношение:
(x1^2+x2^2+x3^2+x4^2+х5^2)^(1/2)<=r
Теперь надо убедиться, что кроме этих точек(которые спроектированы), больше никаких точек, удовлетворяющих соотношению (*) не осталось.
Допустим, есть такая точка [a,b,c,d], которая удовлетворяет соотношению (*), но, при этом, она не является проекцией ни одной из точек 5д шара. Тогда соотношение (a^2+b^2+c^2+d^2+x)^(1/2)<=r,
где х -любое число, не должно выполнятся ни для одного х. Но оно, очевидно, выполняется для х=0, следовательно, точка [a,b,c,d] является проекцией точки [a,b,c,d,0], принадлежащей 5д шару.
Таким образом, кажется, весьма убедительно доказано, что все точки 4д рассматриваемого шара получены путем проектирования 5д шара. Так же, все эти точки удовлетворяют условиям, которые требуются, чтобы полученное множество можно было назвать шаром.
Из всего этого следует, наконец-то, что проекция 5д шара на 4д гиперплоскость, выполненная указанным выше способом, так же является шаром. Аналогичные рассуждения приведут нас к тому, что проекция и на 3D, и на 2д так же будут соответствующими шарами(для 2д это называется, как все мы знаем, кругом).