Parametrisierung der Bogenlänge von Geodätisch in der hyperbolischen Ebene

Hier ist eine verwandte Frage. Also haben wir H = { ( X , j ) R 2 : j > 0 } und definieren Sie die Metrik G = 1 j 2 ( D X 2 + D j 2 ) . Ich kenne den Kreis X 2 + j 2 = 1 , j > 0 ist das Bild eines geodätischen In H . Eine offensichtliche Parametrisierung dieser Kurve ist γ ( T ) = ( cos T , Sünde T ) , T ( 0 , π ) . Berechnen Sie also die Länge dieser Kurve in H , wir bekommen

L ( γ ) = 0 π ( G γ ( T ) ( γ ˙ , γ ˙ ) ) 1 / 2 = 0 π ( Sünde T ) 2 + ( cos T ) 2 j γ ( T ) D T = 0 π csc T D T
aber dieses letztere Integral konvergiert nicht.

Dies kam auf, als ich versuchte, die Parametrisierung der Bogenlänge zu berechnen S ( T ) = 0 T ( G γ ( τ ) ( γ ˙ , γ ˙ ) ) 1 / 2 finden T ( S ) , fand das aber S ( T ) enthalten einen abweichenden Begriff.

Was mache ich hier falsch?

Bearbeiten: Ich wurde darauf hingewiesen, dass diese Kurve eine unendliche Länge hat, was die Berechnung anzeigt. Aber meine Frage ist folgende:

Der Bogenlängenparameter ist hier

S ( T ) = 0 T ( G γ ( τ ) ( γ ˙ , γ ˙ ) ) 1 / 2 = 0 T csc τ D τ
was auch nicht konvergiert. Ich denke, die Idee ist, dass die Länge von jedem Punkt auf der Geodäte in Richtung der X -Achse ist unendlich, da das ins Unendliche geht, was meiner Meinung nach Sinn macht j 0 .

Also meine Frage ist dann, wie wir rechnen S ( T ) und seine Umkehrung? Wählen wir einfach irgendwelche aus T 0 für die untere Grenze des Integrals?

Warum sollten Sie erwarten, dass es eine endliche Länge hat?
Wahrscheinlich nichts. Die Länge dieser Geodäten ist
@Chappers Thomas Oh. Nun, das würde diese Frage erklären. Danke! Jetzt hatte ich die Frage, dass Sie bei der Berechnung der Bogenlängenparametrisierung immer noch einen abweichenden Term erhalten.

Antworten (1)

Die halbkreisförmige Geodäte in diesem Modell ist das Analogon einer unendlich ausgedehnten geraden Linie im euklidischen Raum. Der Versuch, sie beginnend an einem Endpunkt zu parametrisieren, ist dasselbe wie der Versuch, eine euklidische Linie beginnend bei Unendlich zu parametrisieren - es macht nicht wirklich Sinn. Was Sie tun müssen, ist, Ihren Parameter so zu wählen, dass er irgendwo dazwischen Null ist ( ( X , j ) = ( 0 , 1 ) macht am meisten Sinn) und integriere von dort aus, sodass die beiden Endpunkte des Halbkreises deinem Parameter going to entsprechen ± .

Danke schön! Also habe ich in diesem Sinne gerechnet S ( T ) = ln | csc T Kinderbett T | , aber ich habe Probleme beim Berechnen der Umkehrfunktion T ( S ) . Irgendein Vorschlag?
C S C ( T ) C Ö T ( T ) = T A N ( T / 2 ) .
Trig-Identitäten natürlich. Danke für all deine Hilfe!