Eulerin karakteristika

Eulerin karakteristika on eräs algebrallisen topologian invariantti, joka kuvastaa topologisen avaruuden rakennetta.

Eulerin karakteristika määriteltiin alun perin monitahokkaalle ja sitä käytettiin todistamaan monia monitahokkaita koskevia lauseita, kuten esimerkiksi kaikkien säännöllisten monitahokkaiden karakterisoimiseen. Alkuaikoina erityisesti Leonhard Euler tutki Eulerin karakteristikaa. Nykymatematiikassa Eulerin karakteristika esiintyy homologiateoriassa ja sillä on yhteyksiä moniin muihin algebrallisen topologian invariantteihin.

 Monitahokas 

Eulerin karakteristika  määritellään monitahokkaalle kaavalla

missä V, E ja  F ovat kärkien, särmien ja tahkojen lukumäärä. Karakteristikan merkitys on siinä, että se riippuu vain monitahokkaan topologisista ominaisuuksista. Voidaan osoittaa, että karakteristika riippuu vain monitahokkaan muodostaman pinnan genuksesta ja suunnistuksesta. Merkitään genusta kirjaimella g (g on aina positiivinen kokonaisluku tai nolla). Jos pinta on suunnistettu, niin

Jos monitahokas on homeomorfinen pallon kanssa, niin g=0, joten tällöin

Erityisesti jos monitahokas on konveksi, niin g=0. Tämä tulos tunnetaan Eulerin monitahokaslauseena.

Esimerkkejä konvekseista monitahokkaista

Konveksin monitahokkaan Eulerin karakteristika on siis 2. Tätä voidaan käyttää sen osoittamiseen, että on olemassa vain viisi säännöllistä monitahokasta:
NimiKuvaV (kärjet)E (särmät)F (tahkot)Eulerin karakteristika: V − E + FTetraedri100px4642Heksaedri eli kuutio100px81262Oktaedri100px61282Dodekaedri100px2030122Ikosaedri100px1230202

Luokka:Algebrallinen topologia
Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit