4
Geometria do táxi Comparação entre a distância de Manhattan e a distância Eucli- diana. A Geometria do táxi, considerada por Hermann Min- kowski no século XIX, é uma forma de geometria em que a usual métrica da geometria euclidiana é substituída por uma nova métrica em que a distância entre dois pontos é a soma das diferenças absolutas de suas coordenadas. A métrica do táxi é também conhecida como distância L 1 , ou distância de Manhattan, com variações corres- pondentes no nome da geometria. O último nome faz alu- são ao formato quadriculado da maior parte das ruas na ilha de Manhattan. Tal configuração faz com que a me- nor distância a ser percorrida por um carro que vai de um ponto a outro na cidade tenha como valor aquele número fornecido pela métrica L 1 . 1 Descrição formal A taxi-distância entre dois pontos em um espaço eucli- diano com sistema de coordenadas cartesianas fixado é a soma dos comprimentos das projeções do segmento de reta que liga os pontos sobre os eixos coordenados. Por exemplo, no plano, a taxi-distancia entre o ponto P 1 com coordenadas (x 1 , y 1 ) e o ponto P 2 em (x 2 , y 2 )é|x 1 - x 2 | +|y 1 - y 2 |. A taxi-distância depende da rotação do sistema de coor- denadas, mas não depende de sua reflexão em torno de um eixo ou suas translações. A geometria do taxi satis- faz todos os Axiomas de Hilbert exceto o axioma lado- ângulo-lado, como se pode ver ao gerar dois triângulos, cada um com duas faces e um ângulo sendo o mesmo, e ainda assim sem ser congruêntes. Um circunferência é um conjunto de pontos com uma distância fixa, chamada de raio, até um ponto chamado centro. Na geometria do táxi, a distância é determinada por uma métrica diferente da Euclidiana geometria, e a forma das circunferências também mudam. As táxi- circunferências são quadrados com os lados orientados segundo um ângulo de 45º dos eixos coordenados. A ima- gem da direita exemplifica porque isso é verdade, mos- trando em vermelho o conjunto de todos os pontos com uma distância fixa de um centro, que aparece em azul. Conforme o tamanho das quadras de uma cidade dimi- nuem, os pontos tornam-se mais numerosos e vão for- mando um quadrado rotacionado em uma geometria do táxi contínua. Enquanto cada face deve ter comprimento √2r usando uma métrica Euclidiana, onde r é o raio da circunferência, seu comprimento na geometria do táxi é 2r. Assim, o comprimento da circunferência é 8r. A equação implícita que representa a taxi-circunferêcia uni- tária é |x|+|y| = 1 em coordenadas cartesianas e r =1/ (|sinθ| + |cosθ|) em coordenadas polares. Uma circunferência de raio r para a distância de Chebyshev (métrica L∞) sobre o plano é também um quadrado com lados medindo 2r, paralelos aos eixos co- ordenados, então a distância de Chebyshev planar pode ser vista como equivalente por rotação e escalamento à distância do táxi planar. No entanto, esta equivalência entre as métricas L 1 e L∞ não se generaliza para dimen- sões maiores. Sempre que cada par em uma coleção dessas circunfe- rências tem uma interseção não vazia, existe um ponto de interseção para todos os elementos da coleção; então, a distância de Manhattan forma um espaço métrico inje- tivo. 2 Ver também Distância Espaço normado Métrica 1

Geometria Do Táxi

  • Upload
    tred

  • View
    28

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Geometria do Taxi.

Citation preview

  • Geometria do txi

    Comparao entre a distncia de Manhattan e a distncia Eucli-diana.

    A Geometria do txi, considerada por Hermann Min-kowski no sculo XIX, uma forma de geometria em quea usual mtrica da geometria euclidiana substituda poruma nova mtrica em que a distncia entre dois pontos a soma das diferenas absolutas de suas coordenadas.Amtrica do txi tambm conhecida como distnciaL1, ou distncia de Manhattan, com variaes corres-pondentes no nome da geometria. O ltimo nome faz alu-so ao formato quadriculado da maior parte das ruas nailha de Manhattan. Tal congurao faz com que a me-nor distncia a ser percorrida por um carro que vai de umponto a outro na cidade tenha como valor aquele nmerofornecido pela mtrica L1.

    1 Descrio formalA taxi-distncia entre dois pontos em um espao eucli-diano com sistema de coordenadas cartesianas xado asoma dos comprimentos das projees do segmento dereta que liga os pontos sobre os eixos coordenados. Porexemplo, no plano, a taxi-distancia entre o ponto P1 comcoordenadas (x1, y1) e o ponto P2 em (x2, y2) |x1 - x2|+ |y1 - y2|.A taxi-distncia depende da rotao do sistema de coor-denadas, mas no depende de sua reexo em torno deum eixo ou suas translaes. A geometria do taxi satis-faz todos os Axiomas de Hilbert exceto o axioma lado-

    ngulo-lado, como se pode ver ao gerar dois tringulos,cada um com duas faces e um ngulo sendo o mesmo, eainda assim sem ser congruntes.Um circunferncia um conjunto de pontos com umadistncia xa, chamada de raio, at um ponto chamadocentro. Na geometria do txi, a distncia determinadapor uma mtrica diferente da Euclidiana geometria, ea forma das circunferncias tambm mudam. As txi-circunferncias so quadrados com os lados orientadossegundo um ngulo de 45 dos eixos coordenados. A ima-gem da direita exemplica porque isso verdade, mos-trando em vermelho o conjunto de todos os pontos comuma distncia xa de um centro, que aparece em azul.Conforme o tamanho das quadras de uma cidade dimi-nuem, os pontos tornam-se mais numerosos e vo for-mando um quadrado rotacionado em uma geometria dotxi contnua. Enquanto cada face deve ter comprimento2r usando uma mtrica Euclidiana, onde r o raio dacircunferncia, seu comprimento na geometria do txi 2r. Assim, o comprimento da circunferncia 8r. Aequao implcita que representa a taxi-circunfercia uni-tria |x| + |y| = 1 em coordenadas cartesianas e r = 1 /(|sin| + |cos|) em coordenadas polares.Uma circunferncia de raio r para a distncia deChebyshev (mtrica L) sobre o plano tambm umquadrado com lados medindo 2r, paralelos aos eixos co-ordenados, ento a distncia de Chebyshev planar podeser vista como equivalente por rotao e escalamento distncia do txi planar. No entanto, esta equivalnciaentre as mtricas L1 e L no se generaliza para dimen-ses maiores.Sempre que cada par em uma coleo dessas circunfe-rncias tem uma interseo no vazia, existe um pontode interseo para todos os elementos da coleo; ento,a distncia de Manhattan forma um espao mtrico inje-tivo.

    2 Ver tambm

    Distncia

    Espao normado

    Mtrica

    1

  • 2 3 REFERNCIAS GERAIS

    Exemplos de circunferncias discretas e contnuas na geometriado taxi.

    3 Referncias gerais

    Barroso, M.M. A.Amatemtica na limpeza urbana:trajetria tima de um caminho de lixo. Caxambu,SBMAC, 1998.

    Brandley, M., Square circles, Pentagon, Fall, 1970,p. 8-15.

    Brisbin, Ruth and Paul Artola, Taxicab trigonome-try, Pi Mu Epsilon Journal, 8 (1985) 89-95.

    Byrkit, R., Taxicab geometry: A Non-Euclidean ge-ometry of lattice points, Math. Teacher, 64 (1971)418-422.

    Gardner, M., The Last Recreations, Springer-Verlag,1997. ISBN 9780387258270

    Golland, L. Karl Menger and taxicab geometry,MathematicsMagazine, vol. 63, 1990. No. 5 (Dec.,1990), pp. 326-327 (o artigo consiste de 2 pginas).Mathematical Association of America.

    Iny, David, Taxicab geometry: another look at conicsections, Pi Mu Epsilon Journal, 7 (1984) 645-647.

    Krause, Eugene F. Taxicab Geometry: An Adven-ture in Non-Euclidean Geometry. Dover. New York,1986. ISBN 0-486-25202-7.

    Laatsch, R., Pyramidal sections in taxicab geometry,Math. Magazine, 55 (1982) 205-212.

    Lima, E. L. Espaos mtricos. Rio de Janeiro,IMPA, 2003. ISBN 8524401583

    Martin, George Edward. The Foundations of Ge-ometry and the Non-Euclidean Plane, Intext, Edu-cational Publishers, NY. Springer: 1982. ISBN0387906940

    Mertens, L., A fourth dimensional look into taxi-cab geometry, J. of Undergraduate Mathematics, 19(1987) 29-33.

    Miranda, D. F. Geometria Txi, uma mtrica paraos espaos geogrcos e urbanos uma anlise explo-ratria. Dissertao de Mestrado em Tratamentoda Informao Espacial, Belo Horizonte, PUC-MG,1999.

    Miranda, Dimas Felipe de. Barroso, Lenidas Con-ceio. Abreu, Joo Francisco de. GeometriaTaxi: Uma Geometria No Euclidiana Descompli-cada. 2005. III - EEMOP.

    Moser, Joseph M. Kramer, Fred. Lines and para-bolas in taxicab geometry, Pi Mu Epsilon Journal, 7(1982) 441-448.

    Reynolds, Barbara E. Taxicab geometry, Pi Mu Ep-silon Journal, 7 (1980) 77-88.

    Schattschneider, D., The taxicab group, Amer.Math. Monthly, 91 (1984 423-428.

    Sheid, F., Square circles, Math. Teacher 54 (1961)307-312.

  • 3 Sowell, Katye O. Taxicab geometry: A new slant.Mathematics Magazine, 62 (1989) 238-248.

    Wallen, L. J. Kepler, the taxicab metric and beyond;as isoperimetric primer. The College MathematicsJournal, vol. 26, no 3, 1995.

    Wanderley, Augusto J. M. Carneiro, Jos Paulo Q.Wagner, Eduardo. Como Melhorar a Vida de umCasal Usando Geometria No-Euclidiana. Revistado Professor de Matemtica , nmero 50.

    4 Ligaes externas Distncia de Manhattan - por Paul E. Black (em in-gls).

    City Block Distance, por Kardi Teknomo city-block metric no PlanetMath Eric W. Weisstein, Taxicab Metric at MathWorld. Dicionrio de Algoritmos e estruturas de dadosNIST.

    Taxicab Geometry Bibliography - Algumas refern-cias de possvel interesse.

  • 4 5 FONTES, CONTRIBUIDORES E LICENAS DE TEXTO E IMAGEM

    5 Fontes, contribuidores e licenas de texto e imagem5.1 Texto

    Geometria do txi Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Geometria%20do%20t%C3%A1xi?oldid=37414051 Contribuidores: Alexg, Lije-Bot, He7d3r, JAnDbot, TXiKiBoT, VolkovBot, SieBot, Luckas-bot, Rjbot, Alph Bot, EmausBot, KLBot2, pico e Annimo: 3

    5.2 Imagens Ficheiro:Manhattan_distance.svg Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/08/Manhattan_distance.svg Licena: Pu-

    blic domain Contribuidores: Created by User:Psychonaut with XFig Artista original: User:Psychonaut Ficheiro:TaxicabGeometryCircle.svg Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/de/TaxicabGeometryCircle.svg Li-

    cena: Public domain Contribuidores: Obra do prprio Artista original: Qef, based on public domain bitmapped image by Schaefer

    5.3 Licena Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0

    Descrio formal Ver tambm Referncias gerais Ligaes externas Fontes, contribuidores e licenas de texto e imagemTextoImagensLicena