■代数曲線・代数曲面(その2)

 幾何学的な対象を置換する群を取り扱って、3次曲面上の27本の直線、4次曲面への28本の2重接線、3次曲線上の9個の変曲点の配置、16個の結節点をもつクンマー4次曲面に関する対称群などの研究がなされた

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[1]2次曲線(円錐曲線)

 平面上の5点で円錐曲線がひとつ決まる.

 2つの円錐曲線の交点での8本の接線は,同じ円錐曲線に接する.

 与えられた5つの円錐曲線に接する円錐曲線は3264個ある.

[2]3次曲線

 ニュートンは,平面3次曲線はすべて,5つの空間3次曲線から中心射影を行うことで得られるれることを証明した.

 軸を変えても互いに他に還元できない3次曲線が78種類ある(ニュートンはこのうち72種類を見つけていた).

 空間の6点で,空間3次曲線が決まる.

 ある点から3時局線へは多くて6本の接線が引ける(これは3次曲線の類が3化4か6であることからいえる)

 3次曲線は高々9個の変曲点をもち,うち高々6個は実の変曲点である.この9点は12本の直線上に3個ずつ並んでいる.

 非特異な3次曲線上にうまく27個の点をとって,それらを通ってもとと6点で接する円錐曲線を引くことができる.この27個の点は3次曲線の9個の変曲点のそれぞれを通る3つの接線の接点である.

[3]4次曲線

 4次曲線の3つの2重点での6本の接線は,同じ円錐曲線に接する.

 4次曲線は実変曲点を高々8つもつ.

 4次曲線は高々24個の変曲点をもち,うち高々8個は実の変曲点である. 一般的な平面4次曲線の2重接線の最大本数は28である(これは3次曲面に最大27本の直線があることからいえる.3次曲面が3,7,15,27本の実直線しかもちえないことから,4次曲線は4,8,16,28本の実2重接線しかもちえない).

 軸を変えても互いに他に還元できない4次曲線が152種類ある(この分類はオイラーが手がけ,プリュッカーが成し遂げた).

 4次曲線に対し,どの4つの2重接線の接点を通る315個の円錐曲線が存在する.

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[4]2次曲面

 非退化な2次曲面は5種類ある.

 与えられた7点を通る2次曲面はみな8番目の同じ点を通る(ヘッセ,はじめの7点がある空間3次曲線に属していれば,この7点を通る2次曲面はこの3次曲線を完全に含むから8番目の点はこの3次曲線上にある).

 空間の9点で2次曲面が決まる.

[5]3次曲面

 一般の3次曲面は3,7,15あるいは27本の実直線を含む.

 3次曲面上の点で,27本の直線のうちの3本が通る点をエッカルト点という.エッカルト点の個数は12,3,6,9,18のどれかである.18個の場合は6本の直線で,同時に9本の母線と交わるものが存在する.これはシルヴェスター4面体の辺である.

 一般的な3次曲面の3重接平面の最大数は45である(3次曲面が3,7,15,27本の実直線しかもちえないことから,4次曲線は7,13,15,45個の3重接平面しかもちえない).

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