Diagonāle

Vikipēdijas lapa
Jump to navigation Jump to search
Kuba diagonāles

Ģeometrijā diagonāle ir nogrieznis, kas savieno divas daudzstūra vai daudzskaldņa virsotnes, kad attiecīgās virsotnes neatrodas uz vienas un tās pašas šķautnes. Neformāli aprakstot, jebkura slīpa līnija tiek saukta par diagonāli. Vārds “diagonāle” cēlies no seno grieķu valodas διαγώνιος, diagonios,[1] kas tiešā tulkojumā nozīmē “no leņķa līdz leņķim”, to izmantoja gan Strabons,[2] gan Eiklīds[3] aprakstot līniju, kas savieno divas rombu vai kubu[4] virsotnes, un vēlāk šis termins adoptējās latīņu valodā kā diagonus (“slīpa līnija”).

Matricu algebrā kvadrātiskas matricas diagonāle ir elementi, kas izvietoti no viena stūra uz tālāko stūri.

Ir vēl arī citi, ne-matemātiskie lietojumi.

Citi lietojumi[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Standarta sastatnes ar diagonālo balstu stiprinājumiem

Inženierzinātnē, diagonālie balsti ir stiprinājumi, kurus izmanto taisnstūrveida struktūras (piemēram, sastatnes) stiprināšanai, lai tā izturētu lielākas slodzes, vai spēkus, kas uz tās darbojas. Lai arī tie tiek dēvēti par diagonālajiem balstiem, praktisku apsvērumu dēļ, tie netiek stiprināti starp taisnstūra pretējiem stūriem. 

Asociētajā futbolā, diagonālā sistēmas kontrole (no angļu valodas “diagonal system of control”) ir metode, kurā tiesneši un tiesnešu asistenti izvieto sevi nepieciešamajā pozīcijā vienā no četriem laukuma kvadrantiem.

Diagonālais garums ir plaši pazīstama mērvienība displeju izmēriem

Daudzstūris[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Daudzstūros diagonāle ir nogrieznis, kas savieno divas ne secīgas virsotnes. Tādēļ četrstūriem ir divas diagonāles, kas savieno pretējos stūrus. Jebkuram izliektam daudzstūrim, visas diagonāles atrodas daudzstūra iekšpusē, bet ieliektiem daudzstūriem, daļa no diagonālēm atrodas ārpus daudzstūra.

Jebkuram n-stūra daudzstūrim (n ≥ 3), ieliektam vai izliektam, ir diagonāles, jo katrai virsotnei ir diagonāles ar visām pārējām virsotnēm, izņemot sevi pašu un divām blakus esošajām virsotnēm.

Stūri Diagonāles Stūri Diagonāles Stūri Diagonāles Stūri Diagonāles Stūri Diagonāles
3 0 11 44 19 152 27 324 35 560
4 2 12 54 20 170 28 350 36 594
5 5 13 65 21 189 29 377 37 629
6 9 14 77 22 209 30 405 38 665
7 14 15 90 23 230 31 434 39 702
8 20 16 104 24 252 32 464 40 740
9 27 17 119 25 275 33 495 41 779
10 35 18 135 26 299 34 527 42 819

Laukumi[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Izliektā daudzstūrī, ja trīs diagonāles vienlaikus nekrustojas vienā un tajā pašā punktā, laukumu skaits, ko sadala diagonāles var aprēķināt pēc formulas:

Daudzstūriem, kur n=3,4,... laukumu skaits ir[5] 1, 4, 11, 25, 50, 91, 154, 246…

Diagonāļu krustpunkti[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Ja izliektā daudzstūra iekšējā punktā vienlaicīgi nekrustojas trīs diagonāles, tad diagonāļu krustpunktu skaitu norāda .[6] [7]Tas izpildās, piemēram, jebkuram regulāram daudzstūrim ar nepāra skaita malām. Formula izriet no fakta, ka katru krustpunktu nosaka divu krustojošo diagonāļu četri galapunkti: tādējādi krustojumu skaits ir vienlaicīgi četru n virsotņu kombināciju skaits.

Regulāri daudzstūri[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Trijstūrim nav diagonāļu.

Kvadrātam ir divas diagonāles ar vienādu garumu, kuras krustojas kvadrāta centrā. Diagonāles un malu attiecība ir

Regulāram piecstūrim ir piecas diagonāles, katra vienāda garuma, kuras krustojas laukuma centrā. Diagonāles un malu attiecība ir zelta griezums

Regulāram sešstūrim ir deviņas diagonāles: sešas īsākās ir vienāda garuma, trīs garākās savstarpēji ir vienāda garuma un krustojas sešstūra centrā. Garākās diagonāles un sešstūra malu attiecība ir 2.

Regulāram septiņstūrim ir 14 diagonāles. Septiņas īsākās diagonāles ir vienāda garuma un septiņas garākās diagonāles arī ir vienāda garuma.

Jebkurā regulārā daudzstūrī, kuram ir pāra skaita malas garumi, garākās diagonāles krustojas daudzstūra centrā.

Daudzskaldnis[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Daudzskaldnim var būt divu veidu diagonāles: diagonāles uz dažādām skaldnēm, kas savieno virsotnes, kuras nav blakus; un daudzskaldņa diagonāles, kas savieno divas daudzskaldņa virsotnes, kuras nepieder vienai skaldnei.

Tā pat kā trijstūrim nav diagonāles, tā arī tetraedram nav nevienas diagonāles.

Kubam ir divas diagonāles uz katras no sešām skaldnēm un četras telpas diagonāles.

Matricas[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Kvadrātiskā matricā, galvenās diagonāles elementi ir izvietoti pa diagonāli no augšējā kreisā stūra līdz apakšējam labajam stūrim.[8] [9] [10]Matricai ar rindas indeksu un kolonnas indeksu , tie būtu elementi , kur . Piemēram, vienības matricai visi galvenās diagonāles elementi ir 1 un pārējie ir 0.

Matricas diagonāli, kur elementi izvietoti no labā augšējā stūra uz kreiso apakšējo stūri sauc par blakusdiagonāli.

Diagonālmatricas visi elementi, kuri nav uz galveno diagonāli ir 0. [9][10]

No angļu valodas "superdiagonal" elementi ir tie, kas atrodas tieši virs un pa labi no galvenās diagonāles. [8][9] Tā kā galvenās diagonāles elementi ir , kur , tad "superdiagonal" elementi ir

Piemērs:

Dotajā piemērā "superdiagonal" elementi ir visi nenulles elementi:

Tāpat arī no angļu valodas "subdiagonal" elementi ir tie, kas atrodas tieši zem un pa kreisi no galvenās diagonāles, t.i., , kur .[11]

Matricas vispārīgajā gadījumā diagonāles var būt noteiktas ar indeksu attiecībā pret galveno diagonāli: galvenajai diagonālei ; "superdiagonal" ; "subdiagonal" , un vispārīgajā gadījumā - diagonāle sastāv no elementiem , kur .

Atsauces[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  1. «Online Etymology Dictionary».
  2. Strabo, Geography 2.1.36–37
  3. Euclid, Elements book 11, proposition 28
  4. Euclid, Elements book 11, proposition 38
  5. «Weisstein, Eric W. "Polygon Diagonal." From MathWorld--A Wolfram Web Resource.».
  6. «Poonen, Bjorn; Rubinstein, Michael. "The number of intersection points made by the diagonals of a regular polygon". SIAM J. Discrete Math. 11 (1998), no. 1, 135–156;».
  7. «beginning at 2:10».
  8. 8,0 8,1 Bronson, Richard (1970), Matrix Methods: An Introduction, New York:  Academic Press, LCCN 70097490.
  9. 9,0 9,1 9,2 Herstein, I. N. (1964), Topics In Algebra, Waltham:  Blaisdell Publishing Company, ISBN 978-1114541016
  10. 10,0 10,1 Nering, Evar D. (1970), Linear Algebra and Matrix Theory (2nd ed.), New York:   Wiley, LCCN 76091646
  11. Cullen, Charles G. (1966), Matrices and Linear Transformations, Reading: Addison-Wesley, LCCN 66021267

Ārējās saites[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]