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单纯形平均宽度猜想的证明

A Proof of the Simplex Mean Width Conjecture

Aaron Goldsmith

AI总结:

本文针对单纯形平均宽度猜想(SMWC)这一长期未解问题,提出了一种基于球面 Voronoi 划分与质心对应关系的自包含证明方法,证明了 $d$ 维空间中具有最大平均宽度的单纯形必为正单纯形。

摘要:

凸体的平均宽度是当法向方向在球面上均匀选取时,平行支撑超平面之间的平均距离。单纯形平均宽度猜想(SMWC)是一个长期悬而未决的问题,该猜想指出,在单位球内包含的所有单纯形中,正单纯形具有最大的平均宽度,并且在等距意义下是唯一的。我们给出了一个关于 $d$ 维 SMWC 的自包含证明。主要思想是,在讨论平均宽度时,$d+1$ 个顶点 $v_i\in\mathbb{S}^{d-1}$ 自然地将 $\mathbb{S}^{d-1}$ 划分为 $d+1$ 个 Voronoi cells;反之,$\mathbb{S}^{d-1}$ 的任何划分都对应于将各区域的质心选作顶点。我们将证明这两个条件足以确保具有最大平均宽度的单纯形是正单纯形。

英文摘要:

The mean width of a convex body is the average distance between parallel supporting hyperplanes when the normal direction is chosen uniformly over the sphere. The Simplex Mean Width Conjecture (SMWC) is a longstanding open problem that says the regular simplex has maximum mean width of all simplices contained in the unit ball and is unique up to isometry. We give a self contained proof of the SMWC in $d$ dimensions. The main idea is that when discussing mean width, $d+1$ vertices $v_i\in\mathbb{S}^{d-1}$ naturally divide $\mathbb{S}^{d-1}$ into $d+1$ Voronoi cells and conversely any partition of $\mathbb{S}^{d-1}$ points to selecting the centroids of regions as vertices. We will show that these two conditions are enough to ensure that a simplex with maximum mean width is a regular simplex.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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