Ін'єктивна оболонка множини точок на площині з мангеттенською метрикою .
Ін'єктивна оболонка — побудова в метричній геометрії, яка дає найменший ін'єктивний метричний простір , що включає даний метричний простір. Ця побудова багато в чому аналогічна побудові опуклої оболонки множини в евклідовому просторі .
Ін'єктивну оболонку вперше описав Джон Ізбел [en] 1964 року[ 1] . Пізніше її кілька разів перевідкрито[ 2] [ 3] .
Побудова
На даному метричному просторі
M
{\displaystyle M}
розглядають усі функції
f
: : -->
M
→ → -->
R
{\displaystyle f\colon M\to \mathbb {R} }
такі, що
f
(
x
)
+
f
(
y
)
⩾ ⩾ -->
|
x
− − -->
y
|
M
⩾ ⩾ -->
|
f
(
x
)
− − -->
f
(
y
)
|
{\displaystyle f(x)+f(y)\geqslant |x-y|_{M}\geqslant |f(x)-f(y)|}
для будь-яких
x
,
y
∈ ∈ -->
M
{\displaystyle x,y\in M}
,
для будь-якого
x
∈ ∈ -->
M
{\displaystyle x\in M}
існує
y
∈ ∈ -->
M
{\displaystyle y\in M}
таке, що
f
(
x
)
+
f
(
y
)
− − -->
|
x
− − -->
y
|
M
{\displaystyle f(x)+f(y)-|x-y|_{M}}
довільно мале.
Далі множину цих функцій забезпечують метрикою
|
f
− − -->
h
|
=
sup
x
∈ ∈ -->
M
|
f
(
x
)
− − -->
h
(
x
)
|
M
.
{\displaystyle |f-h|=\sup _{x\in M}|f(x)-h(x)|_{M}.}
Отриманий метричний простір
W
{\displaystyle W}
називають ін'єктивною оболонкою
M
{\displaystyle M}
.
Зауваження
Простір
M
{\displaystyle M}
можна розглядати як підпростір
W
{\displaystyle W}
; необхідне відображення
M
→ → -->
W
{\displaystyle M\to W}
отримують зіставленням кожній точці
x
∈ ∈ -->
M
{\displaystyle x\in M}
її дистанційної функції
z
↦ ↦ -->
|
x
− − -->
z
|
M
{\displaystyle z\mapsto |x-z|_{M}}
.
Властивості
Ін'єктивна оболонка є ін'єктивним простором .
Ін'єктивна оболонка компактного простору компактна.
Нехай
X
^ ^ -->
{\displaystyle {\hat {X}}}
і
Y
^ ^ -->
{\displaystyle {\hat {Y}}}
— Ін'єктивні оболонки компактних метричних просторів
X
{\displaystyle X}
і
Y
{\displaystyle Y}
. Тоді
d
G
H
(
X
^ ^ -->
,
Y
^ ^ -->
)
≤ ≤ -->
2
⋅ ⋅ -->
d
G
H
(
X
,
Y
)
,
{\displaystyle d_{GH}({\hat {X}},{\hat {Y}})\leq 2\cdot d_{GH}(X,Y),}
де
d
G
H
{\displaystyle d_{GH}}
позначає метрику Громова — Гаусдорфа .
Стала 2 в цій нерівності є оптимальною[ 4] .
Примітки
↑ Isbell, J. R. Six theorems about injective metric spaces // Commentarii Mathematici Helvetici [en] : journal. — 1964. — Vol. 39 (17 January). — P. 65—76 . — DOI :10.1007/BF02566944 .
↑ Dress, Andreas W. M. (1984), Trees, tight extensions of metric spaces, and the cohomological dimension of certain groups, Advances in Mathematics , 53 (3): 321—402, doi :10.1016/0001-8708(84)90029-X
↑ Chrobak, Marek; Larmore, Lawrence L. (1994), Generosity helps or an 11-competitive algorithm for three servers, Journal of Algorithms , 16 (2): 234—263, doi :10.1006/jagm.1994.1011 .
↑ Lang, Urs; Pavón, Maël; Züst, Roger. Metric stability of trees and tight spans // Arch. Math. (Basel). — 2013. — Vol. 101 , no. 1 (17 January). — P. 91–100 .