7287:
6671:
8158:
3778:
7282:{\displaystyle {\begin{aligned}r&={\textstyle {\sqrt {{x_{n}}^{2}+{x_{n-1}}^{2}+\cdots +{x_{2}}^{2}+{x_{1}}^{2}}}},\\\varphi _{1}&=\operatorname {atan2} \left({\textstyle {\sqrt {{x_{n}}^{2}+{x_{n-1}}^{2}+\cdots +{x_{2}}^{2}}}},x_{1}\right),\\\varphi _{2}&=\operatorname {atan2} \left({\textstyle {\sqrt {{x_{n}}^{2}+{x_{n-1}}^{2}+\cdots +{x_{3}}^{2}}}},x_{2}\right),\\&\qquad \vdots \\\varphi _{n-2}&=\operatorname {atan2} \left({\textstyle {\sqrt {{x_{n}}^{2}+{x_{n-1}}^{2}}}},x_{n-2}\right),\\\varphi _{n-1}&=\operatorname {atan2} \left(x_{n},x_{n-1}\right).\end{aligned}}}
7671:
10966:
6660:
10203:
8153:{\displaystyle J_{n}={\begin{pmatrix}c_{1}&-rs_{1}&0&0&\cdots &0\\s_{1}c_{2}&rc_{1}c_{2}&-rs_{1}s_{2}&0&\cdots &0\\\vdots &\vdots &\vdots &&\ddots &\vdots \\&&&&&0\\s_{1}\cdots s_{n-2}c_{n-1}&\cdots &\cdots &&&-rs_{1}\cdots s_{n-2}s_{n-1}\\s_{1}\cdots s_{n-2}s_{n-1}&rc_{1}\cdots s_{n-1}&\cdots &&&{\phantom {-}}rs_{1}\cdots s_{n-2}c_{n-1}\end{pmatrix}}.}
13017:
10555:
6198:
31:
9840:
15793:
20092:
9851:
12842:
10961:{\displaystyle {\begin{aligned}&{}\quad \int _{0}^{\pi }\sin ^{n-j-1}\left(\varphi _{j}\right)C_{s}^{\left({\frac {n-j-1}{2}}\right)}\cos \left(\varphi _{j}\right)C_{s'}^{\left({\frac {n-j-1}{2}}\right)}\cos \left(\varphi _{j}\right)\,d\varphi _{j}\\&={\frac {2^{3-n+j}\pi \Gamma (s+n-j-1)}{s!(2s+n-j-1)\Gamma ^{2}\left({\frac {n-j-1}{2}}\right)}}\delta _{s,s'}\end{aligned}}}
6655:{\displaystyle {\begin{aligned}x_{1}&=r\cos(\varphi _{1}),\\x_{2}&=r\sin(\varphi _{1})\cos(\varphi _{2}),\\x_{3}&=r\sin(\varphi _{1})\sin(\varphi _{2})\cos(\varphi _{3}),\\&\qquad \vdots \\x_{n-1}&=r\sin(\varphi _{1})\cdots \sin(\varphi _{n-2})\cos(\varphi _{n-1}),\\x_{n}&=r\sin(\varphi _{1})\cdots \sin(\varphi _{n-2})\sin(\varphi _{n-1}).\end{aligned}}}
18516:
9312:
10198:{\displaystyle {\begin{aligned}d^{n}V&=\left|\det {\frac {\partial (x_{i})}{\partial \left(r,\varphi _{j}\right)}}\right|dr\,d\varphi _{1}\,d\varphi _{2}\cdots d\varphi _{n-1}\\&=r^{n-1}\sin ^{n-2}(\varphi _{1})\sin ^{n-3}(\varphi _{2})\cdots \sin(\varphi _{n-2})\,dr\,d\varphi _{1}\,d\varphi _{2}\cdots d\varphi _{n-1}.\end{aligned}}}
13012:{\displaystyle {\begin{aligned}r&=\lVert \mathbf {x} \rVert ,\\\theta &=\arcsin {\frac {\lVert \mathbf {y} \rVert }{\lVert \mathbf {x} \rVert }}=\arccos {\frac {\lVert \mathbf {z} \rVert }{\lVert \mathbf {x} \rVert }}=\arctan {\frac {\lVert \mathbf {y} \rVert }{\lVert \mathbf {z} \rVert }}.\end{aligned}}}
10540:
15026:
4630:
2709:
13383:. The inverse transformation, from polyspherical coordinates to Cartesian coordinates, is determined by grouping nodes. Every pair of nodes having a common parent can be converted from a mixed polar–Cartesian coordinate system to a Cartesian coordinate system using the above formulas for a splitting.
18915:
pairs of isolated points. Intuitively, the topological join of two pairs is generated by drawing a segment between each point in one pair and each point in the other pair; this yields a square. To join this with a third pair, draw a segment between each point on the square and each point in the third
18322:
16504:-ball. This method becomes very inefficient for higher dimensions, as a vanishingly small fraction of the unit cube is contained in the sphere. In ten dimensions, less than 2% of the cube is filled by the sphere, so that typically more than 50 attempts will be needed. In seventy dimensions, less than
17418:
42:
9835:{\displaystyle {\begin{aligned}|J_{n}|&=(-1)^{(n-1)+n}(-rs_{1}\dotsm s_{n-2}s_{n-1})(s_{n-1}|J_{n-1}|)\\&\qquad {}+(-1)^{n+n}(rs_{1}\dotsm s_{n-2}c_{n-1})(c_{n-1}|J_{n-1}|)\\&=(rs_{1}\dotsm s_{n-2}|J_{n-1}|(s_{n-1}^{2}+c_{n-1}^{2})\\&=(rs_{1}\dotsm s_{n-2})|J_{n-1}|.\end{aligned}}}
13278:. The formulas for converting from polyspherical coordinates to Cartesian coordinates may be determined by finding the paths from the root to the leaf nodes. These formulas are products with one factor for each branch taken by the path. For a node whose corresponding angular coordinate is
13552:
14780:
14580:
12099:
18022:
12206:
17247:
11397:
10329:
18217:
14853:
14106:
18511:{\displaystyle \operatorname {SO} (8)/\operatorname {SO} (7)=\operatorname {SU} (4)/\operatorname {SU} (3)=\operatorname {Sp} (2)/\operatorname {Sp} (1)=\operatorname {Spin} (7)/G_{2}=\operatorname {Spin} (6)/\operatorname {SU} (3)}
6676:
6203:
4469:
2513:
11594:
14008:
19380:
18793:
11484:
827:
5072:
203:. The circle is considered 1-dimensional, and the sphere 2-dimensional, because the surfaces themselves are 1- and 2-dimensional respectively, not because they exist as shapes in 1- and 2-dimensional space. As such, the
13844:
5256:
13459:
13449:
11900:
19282:
2851:
16103:
5861:
5792:
17868:
4390:
10560:
17114:-ball will be contained in the region very close to its surface, so a point selected from that volume will also probably be close to the surface. This is one of the phenomena leading to the so-called
2313:
2229:
16246:
16011:
13626:
3371:
14350:
11193:
6188:
12847:
9856:
9317:
12455:
12401:
1032:
14665:
14465:
16930:
11949:
4281:
2064:
11719:
17035:
16476:
16142:
7418:
11685:
7657:
7607:
18282:
4164:
13086:
13055:
12271:
12240:
11939:
17560:
5403:
16768:
9271:
9155:
8943:
8870:
8597:
8524:
6126:
17937:
15538:
13026:
is the result of repeating these splittings until there are no
Cartesian coordinates left. Splittings after the first do not require a radial coordinate because the domains of
11065:
5510:
69:
property of the stereographic projection, the curves intersect each other orthogonally (in the yellow points) as in 4D. All of the curves are circles: the curves that intersect
18589:
17928:
17812:
11021:
13730:
13660:
13379:
13342:
13237:
13204:
13171:
12110:
11753:
11518:
11250:
11146:
5453:
3454:
19428:
16438:
15769:
15383:
11638:
5970:
19068:
14290:
13628:
fixed. Choosing a set of coset representatives for the quotient is the same as choosing representative angles for this step of the polyspherical coordinate decomposition.
17480:
16688:
14451:
12347:
12321:
12295:
11219:
7449:
7328:
1776:
1600:
1543:
17164:
13305:
1688:
14655:
14388:
11258:
17606:
12572:
6009:
16532:
15258:
4106:
3955:
2734:
2128:
19200:
18111:
16381:
14618:
14425:
14130:
13697:
13274:
12533:
12509:
12485:
10535:{\displaystyle d_{S^{n-1}}V=R^{n-1}\sin ^{n-2}(\varphi _{1})\sin ^{n-3}(\varphi _{2})\cdots \sin(\varphi _{n-2})\,d\varphi _{1}\,d\varphi _{2}\cdots d\varphi _{n-1}.}
9228:
9112:
9075:
8827:
8481:
8305:
6045:
5609:
5572:
4655:
4428:
3853:
3511:
2455:
1318:
858:
19001:
17640:
16327:
15934:
18313:
18081:
17454:
17240:
17200:
16966:
16855:
16724:
16578:
16284:
15836:
15569:
15499:
15439:
14843:
14812:
14216:
14185:
13876:
12608:
11837:
11101:
10267:
9302:
9191:
9033:
8998:
8730:
8414:
8268:
6076:
5293:
5133:
4905:
4459:
3812:
3722:
3686:
3626:
3547:
2966:
2926:
2400:
1989:
1636:
1489:
1288:
649:
386:
294:
15021:{\displaystyle F(\theta )={\frac {(\sin ^{n_{1}-1}\theta )(\cos ^{n_{2}-1}\theta )}{{\frac {1}{2}}\mathrm {B} ({\frac {n_{1}}{2}},{\frac {n_{2}}{2}})}}\,d\theta .}
7521:
19162:
19132:
19098:
19031:
18911:
13114:
8900:
8790:
8760:
8675:
8554:
8444:
8359:
8189:
5723:
4625:{\displaystyle S_{n-1}={\frac {2\pi ^{n/2}}{\Gamma {\bigl (}{\frac {n}{2}}{\bigr )}}},\quad V_{n}={\frac {\pi ^{n/2}}{\Gamma {\bigl (}{\frac {n}{2}}+1{\bigr )}}}}
2770:
2704:{\displaystyle \omega ={\frac {1}{r}}\sum _{j=1}^{n+1}(-1)^{j-1}x_{j}\,dx_{1}\wedge \cdots \wedge dx_{j-1}\wedge dx_{j+1}\wedge \cdots \wedge dx_{n+1}={\star }dr}
18626:
15285:
18877:
18849:
18825:
18691:
18665:
18540:
18137:
18050:
17753:
17500:
17110:
17086:
17059:
16819:
16792:
16626:
16602:
16500:
16405:
16351:
16166:
15891:
15860:
15463:
15408:
15180:
15114:
15090:
15066:
14240:
14154:
14018:
13138:
12832:
12808:
12784:
12716:
12692:
12668:
11801:
11777:
10319:
10291:
10228:
8967:
8699:
8645:
8621:
8383:
8329:
8237:
8213:
7557:
7497:
7473:
7352:
5693:
5669:
5641:
5535:
5341:
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5097:
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4869:
4845:
4809:
4783:
4758:
4734:
4710:
4686:
4314:
4217:
4189:
4067:
4043:
3980:
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3889:
3770:
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3650:
3595:
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2994:
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2088:
1944:
1920:
1886:
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1712:
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1517:
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1246:
1221:
1197:
1173:
1145:
1117:
1093:
1054:
981:
957:
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882:
735:
708:
673:
606:
568:
540:
509:
473:
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322:
247:
223:
199:
168:
140:
112:
16662:
15156:
12760:
12644:
5933:
5897:
4019:
11525:
17413:{\displaystyle \rho (y)={\frac {\Gamma {\bigl (}{\frac {n}{2}}{\bigr )}}{{\sqrt {\pi }}\;\Gamma {\bigl (}{\frac {n-1}{2}}{\bigr )}}}(1-y)^{(n-3)/2}y^{-1/2}.}
13886:
19291:
18707:
13142:
leaves. Each non-leaf node in the tree corresponds to a splitting and determines an angular coordinate. For instance, the root of the tree represents
11408:
745:
4939:
13740:
13547:{\displaystyle \operatorname {SO} _{p}(\mathbb {R} )\times \operatorname {SO} _{q}(\mathbb {R} )\subseteq \operatorname {SO} _{n}(\mathbb {R} ).}
5149:
13395:
11846:
11757:
is split as the product of two
Euclidean spaces of smaller dimension, but neither space is required to be a line. Specifically, suppose that
3399:-dimensional Euclidean space plus a single point representing infinity in all directions. In particular, if a single point is removed from an
19209:
2780:
16021:
20023:
16534:
of the cube is filled, meaning typically a trillion quadrillion trials will be needed, far more than a computer could ever carry out.
5801:
5732:
17821:
16582:-sphere (e.g., by using Marsaglia's algorithm), one needs only a radius to obtain a point uniformly at random from within the unit
4324:
19654:; Bazzoni, Giovanni; Goertsches, Oliver; Konstantis, Panagiotis; Rollenske, Sönke (2018). "On the history of the Hopf problem".
2239:
19536:
Representation of Lie groups and special functions, Vol. 2: Class I representations, special functions, and integral transforms
2138:
16178:
15943:
19923:
19896:
19822:
19600:
13560:
3322:
14300:
11155:
6135:
19538:, translated from the Russian by V. A. Groza and A. A. Groza, Math. Appl., vol. 74, Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, 1992,
20315:
14775:{\displaystyle F(\theta )={\frac {\cos ^{n_{2}-1}\theta }{\mathrm {B} ({\frac {1}{2}},{\frac {n_{2}}{2}})}}\,d\theta .}
14575:{\displaystyle F(\theta )={\frac {\sin ^{n_{1}-1}\theta }{\mathrm {B} ({\frac {n_{1}}{2}},{\frac {1}{2}})}}\,d\theta .}
12410:
12356:
12094:{\displaystyle \mathbf {x} =(x_{1},\dots ,x_{n})=(y_{1},\dots ,y_{p},z_{1},\dots ,z_{q})=(\mathbf {y} ,\mathbf {z} ).}
996:
20126:
20076:
19635:
19543:
17:
19848:"Separation of variables on n-dimensionsional Riemannian manifolds. I. the n-sphere S_n and Euclidean n-sparce R_n"
16864:
4227:
1998:
11690:
16975:
16447:
16289:
16113:
7662:
19579:
Livan, Giacomo; Novaes, Marcel; Vivo, Pierpaolo (2018), Livan, Giacomo; Novaes, Marcel; Vivo, Pierpaolo (eds.),
7361:
20016:
19939:
19838:
15042:
Just as a two-dimensional sphere embedded in three dimensions can be mapped onto a two-dimensional plane by a
19810:
11643:
7616:
7566:
19947:
Barnea, Nir (1999). "Hyperspherical functions with arbitrary permutational symmetry: Reverse construction".
18255:
4116:
18017:{\displaystyle \operatorname {SO} (6)/\operatorname {SO} (5)=\operatorname {SU} (3)/\operatorname {SU} (2)}
17777:
13060:
13029:
12245:
12214:
11909:
11721:
along the ray. Repeating this decomposition eventually leads to the standard spherical coordinate system.
5613:
from above, these recurrences can be used to compute the surface area of any sphere or volume of any ball.
17505:
5350:
1201:-spheres admit several other topological descriptions: for example, they can be constructed by gluing two
20111:
16733:
13022:
These splittings may be repeated as long as one of the factors involved has dimension two or greater. A
12201:{\displaystyle \mathbf {x} =((r\sin \theta ){\hat {\mathbf {y} }},(r\cos \theta ){\hat {\mathbf {z} }}).}
9237:
9121:
8909:
8836:
8563:
8490:
6085:
682:
15508:
11030:
5463:
18943:
18562:
17901:
17785:
10976:
1150:
16409:-ball), and when a point in the ball is obtained scaling it up to the spherical surface by the factor
13706:
13636:
13351:
13314:
13213:
13180:
13147:
11729:
11494:
11226:
11122:
7525:
then the point is one of the poles, zenith or nadir, and the choice of azimuthal angle is arbitrary.)
5412:
3430:
20009:
19389:
16414:
15579:
15295:
11599:
5942:
20046:
19587:, SpringerBriefs in Mathematical Physics, Cham: Springer International Publishing, pp. 65–66,
19040:
18125:
17894:
15043:
15037:
14249:
13387:
13088:
are spheres, so the coordinates of a polyspherical coordinate system are a non-negative radius and
11392:{\displaystyle \mathbf {x} =(x_{1},\dots ,x_{n})=(y_{1},z_{1},\dots ,z_{n-1})=(y_{1},\mathbf {z} )}
3457:
934:
46:
18955:
17459:
16671:
14434:
12330:
12304:
12278:
11202:
7427:
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1759:
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20254:
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611:
19625:
19557:
16507:
15189:
9845:
Induction then gives a closed-form expression for the volume element in spherical coordinates
4076:
3927:
2717:
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20244:
20224:
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19179:
18090:
16360:
14590:
14397:
14115:
13669:
13246:
12518:
12494:
12464:
11724:
Polyspherical coordinate systems arise from a generalization of this construction. The space
10546:
9200:
9084:
9042:
8799:
8453:
8277:
6018:
5646:
5581:
5544:
4640:
4400:
3825:
3777:
3483:
3266:
2440:
1297:
1253:
837:
35:
18980:
17619:
16297:
15904:
19956:
19802:
18291:
18059:
17682:
17425:
17207:
17173:
16939:
16828:
16697:
16551:
16262:
15809:
15547:
15472:
15417:
14821:
14790:
14194:
14163:
13854:
12581:
11810:
11074:
10240:
9280:
9164:
9011:
8976:
8708:
8392:
8246:
6054:
5266:
5106:
4878:
4437:
3790:
3695:
3659:
3604:
3520:
2939:
2899:
2373:
1962:
1609:
1462:
1261:
622:
359:
267:
62:
18212:{\displaystyle \operatorname {SO} (7)/\operatorname {SO} (6)=G_{2}/\operatorname {SU} (3)}
14101:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n_{1}+n_{2}}=\mathbb {R} ^{n_{1}}\times \mathbb {R} ^{n_{2}}}
7506:
8:
20121:
20116:
19167:
19141:
19111:
19077:
19010:
18890:
18027:
15896:
13093:
11106:
8879:
8769:
8739:
8654:
8533:
8423:
8338:
8168:
5702:
3473:
3469:
2749:
2737:
895:
887:
545:
351:
327:
19960:
18611:
15267:
11589:{\displaystyle {\hat {\mathbf {z} }}=\mathbf {z} /\lVert \mathbf {z} \rVert \in S^{n-2}}
20295:
20136:
20091:
19933:
19908:
19888:
19832:
19790:
19724:
19681:
19663:
19517:
19482:
18949:
18925:
18862:
18834:
18810:
18676:
18650:
18525:
18035:
17738:
17485:
17095:
17071:
17044:
16804:
16777:
16611:
16587:
16485:
16390:
16336:
16151:
15876:
15845:
15448:
15393:
15165:
15099:
15075:
15051:
14225:
14139:
14003:{\displaystyle dV_{n}=r^{n-1}\,dr\,\prod _{i=1}^{n-1}F_{i}(\theta _{i})\,d\theta _{i}.}
13123:
13118:
angles. The possible polyspherical coordinate systems correspond to binary trees with
12817:
12793:
12769:
12701:
12677:
12653:
11786:
11762:
10545:
The natural choice of an orthogonal basis over the angular coordinates is a product of
10304:
10276:
10213:
8952:
8684:
8630:
8606:
8368:
8314:
8222:
8198:
7542:
7482:
7458:
7337:
5678:
5654:
5626:
5520:
5326:
5302:
5082:
4914:
4854:
4830:
4794:
4768:
4743:
4719:
4695:
4671:
4299:
4202:
4174:
4052:
4028:
3965:
3898:
3874:
3755:
3731:
3635:
3580:
3556:
3404:
3380:
3298:
3274:
3246:
3199:
3172:
3160:
3136:
3109:
3097:
3073:
3038:
3007:
2979:
2931:
2875:
2865:
2488:
2464:
2409:
2349:
2322:
2073:
1929:
1905:
1871:
1847:
1819:
1785:
1735:
1697:
1552:
1502:
1438:
1414:
1390:
1355:
1331:
1231:
1206:
1182:
1158:
1130:
1102:
1078:
1039:
966:
942:
907:
891:
867:
720:
693:
658:
591:
553:
525:
494:
486:
458:
431:
403:
391:
335:
307:
252:
232:
208:
184:
153:
125:
97:
19375:{\displaystyle \textstyle x_{k}=r\cos \varphi _{k}\prod _{i=1}^{k-1}\sin \varphi _{i}}
17168:
be the square of the first coordinate of a point sampled uniformly at random from the
16635:
15123:
12725:
12617:
5906:
5870:
5673:-dimensional Euclidean space, in which the coordinates consist of a radial coordinate
3989:
20131:
19984:
19919:
19892:
19818:
19728:
19716:
19685:
19631:
19596:
19539:
19103:
17611:
9003:
3918:
1066:
986:
346:
19565:
20320:
20061:
19964:
19869:
19859:
19782:
19759:
19708:
19673:
19588:
19561:
19509:
19478:
19474:
18882:
18788:{\displaystyle S^{n}=\left\{x\in \mathbb {R} ^{n+1}:\left\|x\right\|_{1}=1\right\}}
18222:
17881:
17721:
12104:
This can be transformed into a mixed polar–Cartesian coordinate system by writing:
6665:
Except in the special cases described below, the inverse transformation is unique:
1323:
331:
11479:{\displaystyle \mathbf {x} =(r\sin \theta ,(r\cos \theta ){\hat {\mathbf {z} }}).}
20106:
20051:
19987:
19798:
19677:
18937:
5139:
1572:
1494:
514:
299:
19592:
19500:
Blumenson, L. E. (1960). "A Derivation of n-Dimensional
Spherical Coordinates".
18544:-sphere is of particular interest since it was in this dimension that the first
822:{\displaystyle S^{n}=\left\{x\in \mathbb {R} ^{n+1}:\left\|x\right\|=1\right\}.}
20188:
20173:
19621:
18799:
18603:
17730:
17702:
17649:
17645:
7534:
4660:
1383:
19764:
19747:
19580:
18934: – Smooth manifold that is homeomorphic but not diffeomorphic to a sphere
11522:
may be expressed by taking the ray starting at the origin and passing through
3984:-ball is a line segment whose points have a single coordinate in the interval
20309:
20178:
19968:
19915:
19815:
The Shape of Space: how to visualize surfaces and three-dimensional manifolds
19720:
19651:
19171:
18931:
18631:
18545:
17884:
17724:
15118:-dimensional version of the stereographic projection. For example, the point
14456:
13734:
also has a factor for the radial coordinate. The area measure has the form:
13701:
are products. There is one factor for each angle, and the volume measure on
11197:. These two factors may be related using polar coordinates. For each point
5067:{\displaystyle S_{n}R^{n}={\frac {dV_{n+1}R^{n+1}}{dR}}={(n+1)V_{n+1}R^{n}}.}
3424:
990:
687:
482:
66:
13839:{\displaystyle dA_{n-1}=\prod _{i=1}^{n-1}F_{i}(\theta _{i})\,d\theta _{i},}
20198:
20163:
20056:
18940: – Topological manifold whose homology coincides with that of a sphere
17678:
17674:
15796:
A set of points drawn from a uniform distribution on the surface of a unit
10296:
3817:
3062:
1070:
927:
423:
259:
19712:
19699:
Meshulam, Roy (2001-01-01). "The Clique
Complex and Hypergraph Matching".
16173:
An alternative given by
Marsaglia is to uniformly randomly select a point
5251:{\displaystyle V_{n+1}=\int _{0}^{1}S_{n}r^{n}\,dr={\frac {1}{n+1}}S_{n}.}
20283:
20066:
19558:
Efficiently sampling vectors and coordinates from the n-sphere and n-ball
14220:. When the area measure is normalized so that the area of the sphere is
14013:
Suppose we have a node of the tree that corresponds to the decomposition
4194:
2433:
1575:
78:
13444:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}=\mathbb {R} ^{p}\times \mathbb {R} ^{q}}
11895:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}=\mathbb {R} ^{p}\times \mathbb {R} ^{q}}
7301:
There are some special cases where the inverse transform is not unique;
20278:
20158:
19794:
19521:
19486:
19462:
18928: – Study of angle-preserving transformations of a geometric space
18854:
18243:
18230:
16546:
With a point selected uniformly at random from the surface of the unit
2971:
1866:-dimensional Euclidean space, and is the boundary of an ordinary ball (
354:, consisting of all points closer to the center than the radius, is an
19874:
19630:, Graduate Texts in Mathematics, vol. 72, Springer, p. 247,
13386:
Polyspherical coordinates also have an interpretation in terms of the
20259:
20168:
20081:
20032:
19992:
19864:
19847:
19773:
Huber, Greg (1982). "Gamma function derivation of n-sphere volumes".
19277:{\displaystyle \textstyle x_{n}=r\prod _{i=1}^{n-1}\sin \varphi _{i}}
17758:
16251:
8163:
The determinant of this matrix can be calculated by induction. When
4763:
2846:{\displaystyle dr\wedge \omega =dx_{1}\wedge \cdots \wedge dx_{n+1}.}
1226:
899:
117:
19786:
19513:
18946: – How spheres of various dimensions can wrap around each other
18630:-dimensional space, which is related to the unique qualities of the
16799:
Alternatively, points may be sampled uniformly from within the unit
7561:-dimensional Euclidean space in terms of spherical coordinates, let
41:
20146:
20071:
19668:
19650:
18247:
18129:
17712:
17688:
17655:
11402:
can be transformed into a mixed polar–Cartesian coordinate system:
3238:
3223:
2999:
2429:
1894:
1808:
1720:
1062:
580:
30:
17667:. Has a nontrivial fundamental group. Abelian Lie group structure
16098:{\displaystyle r={\sqrt {x_{1}^{2}+x_{2}^{2}+\cdots +x_{n}^{2}}}.}
15792:
4933:
is related to the volume of the ball by the differential equation
1374:-sphere is not even connected, consisting of two discrete points.
57:-space. This image shows three coordinate directions projected to
20193:
177:
49:
can project a sphere's surface to a plane, it can also project a
13175:, and its immediate children represent the first splitting into
5856:{\displaystyle \varphi _{1},\varphi _{2},\ldots ,\varphi _{n-2}}
5787:{\displaystyle \varphi _{1},\varphi _{2},\ldots ,\varphi _{n-1}}
1225:-dimensional spaces together, by identifying the boundary of an
18696:
17697:
17664:
4287:
3782:
3164:
3101:
2744:, §6.1) for a discussion and proof of this formula in the case
1839:
1727:
478:
340:
173:
145:
19556:
Voelker, Aaron R.; Gosmann, Jan; Stewart, Terrence C. (2017).
13880:
are determined by the tree. Similarly, the volume measure is
8193:, a straightforward computation shows that the determinant is
20150:
19885:
Differential forms with applications to the physical sciences
17863:{\displaystyle \operatorname {SO} (5)/\operatorname {SO} (4)}
17763:
15938:, although in fact the choice of the variance is arbitrary),
11117:
The standard spherical coordinate system arises from writing
7294:
20001:
16630:
is a number generated uniformly at random from the interval
15804:
To generate uniformly distributed random points on the unit
15779:
9159:. Similarly, the submatrix formed by deleting the entry at
4385:{\displaystyle S_{2}=4\pi ,\quad V_{3}={\tfrac {4}{3}}\pi .}
18829:-sphere is a square (without its interior). The octahedral
17669:
17562:. This is sometimes called the Porter–Thomas distribution.
4197:
in the
Euclidean plane, and its interior is the unit disk (
2308:{\displaystyle \mathbf {c} =(c_{1},c_{2},\ldots ,c_{n+1})}
13557:
This is the subgroup that leaves each of the two factors
2224:{\displaystyle r^{2}=\sum _{i=1}^{n+1}(x_{i}-c_{i})^{2},}
16537:
16241:{\displaystyle \mathbf {x} =(x_{1},x_{2},\ldots ,x_{n})}
16006:{\displaystyle \mathbf {x} =(x_{1},x_{2},\ldots ,x_{n})}
4071:-sphere consists of its two end-points, with coordinate
18958: – Rational function of the form (az + b)/(cz + d)
17121:
5645:-dimensional Euclidean space which is analogous to the
3726:
st power of the radius, and the volume of an arbitrary
19295:
19213:
17118:
that arises in some numerical and other applications.
16692:
is a point selected uniformly at random from the unit
16480:
is uniformly distributed over the surface of the unit
16452:
16419:
16146:
is uniformly distributed over the surface of the unit
16118:
15224:
15201:
13621:{\displaystyle S^{p-1}\times S^{q-1}\subseteq S^{n-1}}
13241:. Leaf nodes correspond to Cartesian coordinates for
9006:
in the final column. By the recursive description of
7693:
7119:
6966:
6830:
6690:
4365:
3366:{\displaystyle S^{n}=\mathbb {R} ^{n}\cup \{\infty \}}
19555:
19392:
19294:
19212:
19182:
19144:
19114:
19080:
19043:
19013:
18983:
18893:
18865:
18837:
18813:
18710:
18679:
18653:
18614:
18565:
18528:
18325:
18294:
18258:
18140:
18093:
18062:
18038:
17940:
17904:
17824:
17788:
17741:
17622:
17585:
17508:
17488:
17462:
17428:
17250:
17210:
17176:
17134:
17098:
17074:
17047:
16978:
16942:
16867:
16831:
16807:
16780:
16736:
16700:
16674:
16638:
16614:
16590:
16554:
16510:
16488:
16450:
16417:
16393:
16363:
16339:
16300:
16265:
16181:
16154:
16116:
16024:
15946:
15907:
15879:
15848:
15812:
15582:
15550:
15511:
15475:
15451:
15420:
15396:
15298:
15270:
15192:
15168:
15126:
15102:
15078:
15054:
14856:
14824:
14793:
14668:
14630:
14593:
14468:
14437:
14400:
14363:
14345:{\displaystyle F(\theta )={\frac {d\theta }{2\pi }}.}
14303:
14252:
14228:
14197:
14166:
14142:
14118:
14021:
13889:
13857:
13743:
13709:
13672:
13639:
13563:
13462:
13398:
13354:
13317:
13286:
13249:
13216:
13183:
13150:
13126:
13096:
13063:
13032:
12845:
12820:
12796:
12772:
12728:
12704:
12680:
12656:
12620:
12584:
12545:
12521:
12497:
12467:
12413:
12359:
12333:
12307:
12281:
12248:
12217:
12113:
11952:
11912:
11849:
11813:
11789:
11765:
11732:
11693:
11646:
11602:
11528:
11497:
11411:
11261:
11229:
11205:
11188:{\displaystyle \mathbb {R} \times \mathbb {R} ^{n-1}}
11158:
11125:
11077:
11033:
10979:
10558:
10332:
10307:
10279:
10243:
10216:
9854:
9315:
9283:
9240:
9203:
9167:
9124:
9087:
9045:
9014:
8979:
8955:
8912:
8882:
8839:
8802:
8772:
8742:
8711:
8687:
8657:
8633:
8609:
8566:
8536:
8493:
8456:
8426:
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8371:
8341:
8317:
8280:
8249:
8225:
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8171:
7674:
7619:
7569:
7545:
7528:
7509:
7485:
7461:
7430:
7364:
7340:
7309:
6674:
6201:
6183:{\displaystyle r,\varphi _{1},\ldots ,\varphi _{n-1}}
6138:
6088:
6057:
6021:
5982:
5945:
5909:
5873:
5804:
5735:
5705:
5681:
5657:
5629:
5584:
5547:
5523:
5466:
5415:
5353:
5329:
5305:
5269:
5152:
5109:
5085:
4942:
4917:
4881:
4857:
4833:
4797:
4771:
4746:
4722:
4698:
4674:
4643:
4472:
4440:
4403:
4327:
4302:
4230:
4205:
4177:
4119:
4079:
4055:
4031:
3992:
3968:
3930:
3901:
3877:
3828:
3793:
3758:
3734:
3698:
3662:
3638:
3607:
3583:
3559:
3523:
3486:
3433:
3407:
3383:
3325:
3301:
3277:
3249:
3202:
3175:
3139:
3112:
3076:
3041:
3010:
2982:
2942:
2902:
2878:
2783:
2752:
2720:
2516:
2491:
2467:
2443:
2412:
2404:-dimensional Euclidean space and is an example of an
2376:
2352:
2325:
2242:
2141:
2100:
2076:
2001:
1965:
1932:
1908:
1874:
1850:
1822:
1788:
1762:
1738:
1700:
1652:
1612:
1586:
1555:
1529:
1505:
1465:
1441:
1417:
1393:
1358:
1334:
1300:
1264:
1234:
1209:
1185:
1161:
1133:
1105:
1081:
1042:
999:
969:
945:
910:
870:
840:
748:
723:
696:
661:
625:
594:
556:
528:
497:
461:
434:
406:
362:
310:
270:
235:
211:
187:
156:
128:
100:
19982:
19585:
Introduction to Random
Matrices: Theory and Practice
17204:-sphere, then its probability density function, for
17063:-ball (i.e., by simply discarding two coordinates).
16355:
as above, and rejecting the point and resampling if
13631:
In polyspherical coordinates, the volume measure on
13346:and taking the right branch introduces a factor of
6080:are the Cartesian coordinates, then we may compute
19907:
19422:
19374:
19276:
19194:
19156:
19126:
19092:
19062:
19025:
18995:
18905:
18871:
18843:
18819:
18787:
18685:
18659:
18620:
18583:
18534:
18510:
18307:
18276:
18211:
18105:
18075:
18044:
18016:
17922:
17862:
17806:
17747:
17634:
17600:
17554:
17494:
17474:
17448:
17412:
17234:
17194:
17158:
17104:
17080:
17053:
17029:
16960:
16924:
16849:
16813:
16786:
16762:
16718:
16682:
16656:
16620:
16596:
16572:
16526:
16494:
16470:
16432:
16399:
16375:
16345:
16321:
16278:
16240:
16160:
16136:
16097:
16005:
15928:
15885:
15854:
15830:
15763:
15563:
15532:
15493:
15457:
15433:
15402:
15377:
15279:
15252:
15174:
15150:
15108:
15084:
15060:
15020:
14837:
14806:
14774:
14649:
14612:
14574:
14445:
14419:
14382:
14344:
14284:
14234:
14210:
14179:
14148:
14124:
14100:
14002:
13870:
13838:
13724:
13691:
13654:
13620:
13546:
13443:
13373:
13336:
13299:
13268:
13231:
13198:
13165:
13132:
13108:
13080:
13049:
13011:
12826:
12802:
12778:
12754:
12710:
12686:
12662:
12638:
12602:
12566:
12527:
12503:
12479:
12449:
12395:
12341:
12315:
12289:
12265:
12234:
12200:
12093:
11933:
11894:
11831:
11795:
11771:
11747:
11713:
11679:
11632:
11588:
11512:
11478:
11391:
11244:
11213:
11187:
11140:
11095:
11059:
11015:
10960:
10534:
10313:
10285:
10261:
10222:
10197:
9834:
9296:
9265:
9222:
9185:
9149:
9106:
9069:
9027:
8992:
8961:
8937:
8894:
8864:
8821:
8784:
8754:
8724:
8693:
8669:
8639:
8615:
8591:
8548:
8518:
8475:
8438:
8408:
8377:
8353:
8323:
8299:
8262:
8231:
8207:
8183:
8152:
7651:
7601:
7551:
7515:
7491:
7467:
7443:
7412:
7346:
7322:
7281:
6654:
6182:
6120:
6070:
6039:
6003:
5964:
5927:
5891:
5855:
5786:
5717:
5687:
5663:
5635:
5603:
5566:
5529:
5504:
5447:
5397:
5335:
5311:
5287:
5250:
5127:
5091:
5066:
4923:
4899:
4863:
4839:
4803:
4777:
4752:
4728:
4704:
4680:
4649:
4624:
4453:
4422:
4384:
4308:
4275:
4211:
4183:
4158:
4100:
4061:
4037:
4013:
3974:
3949:
3907:
3893:-ball is sometimes defined as a single point. The
3883:
3847:
3806:
3764:
3740:
3716:
3680:
3644:
3620:
3589:
3565:
3541:
3505:
3448:
3413:
3389:
3365:
3307:
3283:
3255:
3208:
3181:
3145:
3118:
3082:
3047:
3016:
2988:
2960:
2920:
2884:
2845:
2764:
2728:
2703:
2497:
2473:
2449:
2418:
2394:
2358:
2331:
2307:
2223:
2122:
2082:
2058:
1983:
1938:
1914:
1880:
1856:
1828:
1794:
1770:
1744:
1706:
1682:
1630:
1594:
1561:
1537:
1511:
1483:
1447:
1423:
1399:
1364:
1340:
1312:
1282:
1240:
1215:
1191:
1167:
1139:
1111:
1087:
1048:
1026:
975:
951:
916:
876:
852:
821:
729:
702:
667:
643:
600:
562:
534:
503:
467:
440:
412:
380:
316:
288:
241:
217:
193:
162:
134:
106:
19627:Classical Topology and Combinatorial Group Theory
19461:Smith, David J.; Vamanamurthy, Mavina K. (1989).
19460:
18952: – Study of angle-preserving transformations
17456:be the appropriately scaled version, then at the
17090:is sufficiently large, most of the volume of the
20307:
19928:(Chapter 20: 3-spheres and hyperbolic 3-spaces).
13309:, taking the left branch introduces a factor of
12450:{\displaystyle {\hat {\mathbf {z} }}\in S^{q-1}}
12396:{\displaystyle {\hat {\mathbf {y} }}\in S^{p-1}}
9884:
9037:, the submatrix formed by deleting the entry at
7453:may be chosen to be zero. (For example, for the
1027:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}\cup \{\infty \}}
19748:"Choosing a Point from the Surface of a Sphere"
19578:
19560:(Report). Centre for Theoretical Neuroscience.
18557:Homeomorphic to the octonionic projective line
15800:-sphere, generated using Marsaglia's algorithm.
10232:-ball can be derived from this by integration.
422:-sphere is the pair of points at the ends of a
65:(blue), and hypermeridians (green). Due to the
27:Generalized sphere of dimension n (mathematics)
19905:
1350:-sphere (circle) is not simply connected; the
1252:with a point, or (inductively) by forming the
1125:. Under inverse stereographic projection, the
544:-sphere, often simply called a sphere, is the
20017:
19845:
17336:
17311:
17291:
17274:
16925:{\displaystyle (x_{1},x_{2},\ldots ,x_{n+2})}
15388:Likewise, the stereographic projection of an
15245:
15195:
4614:
4591:
4540:
4523:
4276:{\displaystyle S_{1}=2\pi ,\quad V_{2}=\pi .}
2059:{\displaystyle (x_{1},x_{2},\ldots ,x_{n+1})}
19906:Moura, Eduarda; Henderson, David G. (1996).
17595:
17586:
16934:is a point selected uniformly from the unit
16015:. Now calculate the "radius" of this point:
15774:
12996:
12988:
12983:
12975:
12957:
12949:
12944:
12936:
12918:
12910:
12905:
12897:
12868:
12860:
11714:{\displaystyle r=\lVert \mathbf {x} \rVert }
11708:
11700:
11564:
11556:
11112:
9232:, except that its last row is multiplied by
9116:, except that its last row is multiplied by
5297:-sphere as a union of products of a circle (
4463:are given in closed form by the expressions
4095:
4080:
3360:
3354:
3293:-dimensional Euclidean space. Briefly, the
1677:
1653:
1021:
1015:
18975:Formally, this formula is only correct for
17482:limit, the probability density function of
17030:{\displaystyle (x_{1},x_{2},\ldots ,x_{n})}
16471:{\displaystyle {\tfrac {1}{r}}\mathbf {x} }
16137:{\displaystyle {\tfrac {1}{r}}\mathbf {x} }
15031:
20024:
20010:
19910:Experiencing geometry: on plane and sphere
19656:Differential Geometry and Its Applications
17305:
15840:-sphere (that is, the surface of the unit
10235:Similarly the surface area element of the
7413:{\displaystyle x_{k},x_{k+1},\ldots x_{n}}
4690:tends to infinity, the volume of the unit
3233:
73:have an infinite radius (= straight line).
19873:
19863:
19763:
19745:
19667:
19620:
19499:
18737:
18054:-dimensional manifold is homeomorphic to
17039:is uniformly distributed within the unit
16772:is uniformly distributed within the unit
15865:
15514:
15008:
14762:
14562:
14081:
14059:
14024:
13983:
13929:
13922:
13819:
13712:
13642:
13534:
13507:
13480:
13431:
13416:
13401:
13219:
13186:
13153:
11921:
11882:
11867:
11852:
11735:
11500:
11232:
11169:
11160:
11128:
10768:
10493:
10479:
10152:
10138:
10131:
9968:
9954:
7298:is the two-argument arctangent function.
5207:
3436:
3341:
2595:
1692:, and is the boundary of a line segment (
1002:
775:
19882:
19698:
15791:
5621:We may define a coordinate system in an
5616:
3776:
3654:-ball. The surface area of an arbitrary
3630:be the volume of its interior, the unit
2741:
1952:
40:
29:
11680:{\displaystyle \theta =\arcsin y_{1}/r}
8485:, but multiplied by an extra factor of
7652:{\displaystyle c_{k}=\cos \varphi _{k}}
7602:{\displaystyle s_{k}=\sin \varphi _{k}}
14:
20308:
19946:
18277:{\displaystyle \operatorname {Sp} (1)}
15160:on a two-dimensional sphere of radius
12513:. It can be shown that the domain of
4714:-ball (ratio between the volume of an
4159:{\displaystyle S_{0}=2,\quad V_{1}=2.}
3599:-dimensional Euclidean space, and let
20005:
19983:
19809:
19772:
13081:{\displaystyle {\hat {\mathbf {z} }}}
13050:{\displaystyle {\hat {\mathbf {y} }}}
12266:{\displaystyle {\hat {\mathbf {z} }}}
12235:{\displaystyle {\hat {\mathbf {y} }}}
11934:{\displaystyle x\in \mathbb {R} ^{n}}
11904:. Using this decomposition, a point
11252:, the standard Cartesian coordinates
9195:and its row and column almost equals
9079:and its row and column almost equals
8831:, but multiplied by extra factors of
7661:for concision, then observe that the
3921:is the number of points in a set. So
18798:In general, it takes the shape of a
18638:
17555:{\displaystyle (2\pi ze^{z})^{-1/2}}
17122:Distribution of the first coordinate
14244:, these factors are as follows. If
8971:, respectively. The determinant of
5398:{\displaystyle S_{n+2}=2\pi V_{n+1}}
5077:Equivalently, representing the unit
19846:Kalnins, E. G.; Miller, W. (1986).
18221:. The question of whether it has a
17565:
16823:-ball by a reduction from the unit
16763:{\displaystyle u^{1/n}\mathbf {x} }
12273:are the unit vectors associated to
9266:{\displaystyle \cos \varphi _{n-1}}
9150:{\displaystyle \sin \varphi _{n-1}}
8938:{\displaystyle \cos \varphi _{n-1}}
8865:{\displaystyle \sin \varphi _{n-1}}
8592:{\displaystyle \sin \varphi _{n-1}}
8519:{\displaystyle \cos \varphi _{n-1}}
6121:{\displaystyle x_{1},\ldots ,x_{n}}
1640:-dimensional space. In particular:
1457:is defined as the set of points in
24:
19692:
19534:N. Ja. Vilenkin and A. U. Klimyk,
19454:
17469:
17306:
17269:
16385:(i.e., if the point is not in the
15533:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n-1}}
14958:
14719:
14519:
14439:
11060:{\displaystyle e^{is\varphi _{j}}}
10889:
10820:
10208:The formula for the volume of the
9911:
9890:
7529:Spherical volume and area elements
7356:will be ambiguous whenever all of
5505:{\displaystyle S_{n+1}=2\pi V_{n}}
4644:
4586:
4518:
3474:Unit sphere § Volume and area
3463:
3357:
2132:, is represented by the equation:
1018:
25:
20332:
19976:
19752:Annals of Mathematical Statistics
19502:The American Mathematical Monthly
19170:and the usual convention for the
18857:; hence the name. The octahedral
18584:{\displaystyle \mathbf {OP} ^{1}}
18128:coming from the set of pure unit
17923:{\displaystyle \mathbf {CP} ^{2}}
17807:{\displaystyle \mathbf {HP} ^{1}}
17700:. For its complex structure, see
12836:. The inverse transformation is
11016:{\displaystyle j=1,2,\ldots ,n-2}
7477:-sphere, when the polar angle is
1780:, and is the boundary of a disk (
20090:
18571:
18568:
17910:
17907:
17794:
17791:
16756:
16676:
16464:
16183:
16130:
15948:
14110:and that has angular coordinate
13725:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}
13655:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}
13374:{\displaystyle \cos \theta _{i}}
13337:{\displaystyle \sin \theta _{i}}
13232:{\displaystyle \mathbb {R} ^{q}}
13199:{\displaystyle \mathbb {R} ^{p}}
13166:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}
13068:
13037:
12992:
12979:
12953:
12940:
12914:
12901:
12864:
12418:
12364:
12335:
12309:
12283:
12253:
12222:
12182:
12147:
12115:
12081:
12073:
11954:
11805:are positive integers such that
11748:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}
11704:
11560:
11547:
11533:
11513:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}
11460:
11413:
11382:
11263:
11245:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}
11207:
11141:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}
9275:. Therefore the determinant of
5448:{\displaystyle S_{1}=2\pi V_{0}}
3515:be the surface area of the unit
3449:{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}
3265:-sphere can be constructed as a
3065:, is the interior of a 0-sphere.
2244:
1764:
1588:
1531:
19423:{\displaystyle k=1,\ldots ,n-1}
18916:pair; this gives a octahedron.
16538:Uniformly at random within the
16433:{\displaystyle {\tfrac {1}{r}}}
15868:gives the following algorithm.
15094:-dimensional hyperplane by the
13024:polyspherical coordinate system
10568:
9496:
7076:
6422:
5261:We can also represent the unit
5101:-ball as a union of concentric
4873:-sphere at the boundary of the
4551:
4350:
4253:
4139:
3690:-sphere is proportional to the
1644:a 0-sphere is a pair of points
1061:In the more general setting of
832:Considered intrinsically, when
258:Considered extrinsically, as a
19827:(Chapter 14: The Hypersphere).
19644:
19614:
19572:
19549:
19528:
19493:
19479:10.1080/0025570X.1989.11977419
19441:
18969:
18764:
18758:
18505:
18499:
18485:
18479:
18452:
18446:
18434:
18428:
18414:
18408:
18396:
18390:
18376:
18370:
18358:
18352:
18338:
18332:
18271:
18265:
18206:
18200:
18173:
18167:
18153:
18147:
18011:
18005:
17991:
17985:
17973:
17967:
17953:
17947:
17857:
17851:
17837:
17831:
17644:. The only sphere that is not
17532:
17509:
17466:
17373:
17361:
17357:
17344:
17260:
17254:
17229:
17217:
17189:
17177:
17024:
16979:
16955:
16943:
16919:
16868:
16844:
16832:
16713:
16701:
16651:
16639:
16567:
16555:
16316:
16301:
16235:
16190:
16000:
15955:
15923:
15911:
15825:
15813:
15764:{\displaystyle \mapsto \left.}
15631:
15628:
15583:
15488:
15476:
15378:{\displaystyle \mapsto \left.}
15320:
15317:
15299:
15145:
15127:
15070:-sphere can be mapped onto an
15002:
14962:
14942:
14910:
14907:
14875:
14866:
14860:
14756:
14723:
14678:
14672:
14556:
14523:
14478:
14472:
14313:
14307:
13980:
13967:
13816:
13803:
13538:
13530:
13511:
13503:
13484:
13476:
13072:
13041:
12749:
12729:
12633:
12621:
12561:
12546:
12422:
12368:
12257:
12226:
12192:
12186:
12175:
12160:
12151:
12140:
12125:
12122:
12085:
12069:
12063:
11999:
11993:
11961:
11633:{\displaystyle (1,0,\dots ,0)}
11627:
11603:
11537:
11470:
11464:
11453:
11438:
11420:
11386:
11365:
11359:
11308:
11302:
11270:
10885:
10858:
10847:
10823:
10476:
10457:
10445:
10432:
10410:
10397:
10256:
10244:
10128:
10109:
10097:
10084:
10062:
10049:
9906:
9893:
9821:
9800:
9796:
9761:
9748:
9700:
9696:
9675:
9639:
9626:
9622:
9601:
9581:
9578:
9527:
9512:
9502:
9486:
9482:
9461:
9441:
9438:
9384:
9373:
9361:
9357:
9347:
9336:
9321:
9180:
9168:
9064:
9046:
8309:as follows. Except in column
6642:
6623:
6614:
6595:
6583:
6570:
6534:
6515:
6506:
6487:
6475:
6462:
6409:
6396:
6387:
6374:
6365:
6352:
6316:
6303:
6294:
6281:
6245:
6232:
6034:
6022:
5998:
5983:
5965:{\displaystyle \varphi _{n-1}}
5922:
5910:
5886:
5874:
5282:
5270:
5122:
5110:
5031:
5019:
4894:
4882:
4816:
4008:
3993:
3711:
3699:
3675:
3663:
3536:
3524:
2955:
2943:
2915:
2903:
2570:
2560:
2389:
2377:
2302:
2251:
2209:
2182:
2117:
2111:
2053:
2002:
1978:
1966:
1625:
1613:
1478:
1466:
1377:
1277:
1265:
985:-space with a single adjoined
801:
795:
653:-sphere is the boundary of an
638:
626:
513:-ball) in the two-dimensional
375:
363:
283:
271:
13:
1:
20031:
19739:
19566:10.13140/RG.2.2.15829.01767/1
19063:{\displaystyle x_{3}=\cdots }
18246:structure as the set of unit
14285:{\displaystyle n_{1}=n_{2}=1}
3750:-ball is proportional to the
1948:-dimensional Euclidean space.
19678:10.1016/j.difgeo.2017.10.014
18671:is defined similarly to the
17778:quaternionic projective line
17475:{\displaystyle N\to \infty }
16683:{\displaystyle \mathbf {x} }
14446:{\displaystyle \mathrm {B} }
14134:. The corresponding factor
12342:{\displaystyle \mathbf {x} }
12316:{\displaystyle \mathbf {z} }
12290:{\displaystyle \mathbf {y} }
11214:{\displaystyle \mathbf {x} }
7444:{\displaystyle \varphi _{k}}
7323:{\displaystyle \varphi _{k}}
5539:. Along with the base cases
4849:-dimensional volume, of the
3317:-sphere can be described as
1771:{\displaystyle \mathbf {c} }
1595:{\displaystyle \mathbf {c} }
1538:{\displaystyle \mathbf {c} }
7:
19593:10.1007/978-3-319-70885-0_9
19581:"One Pager on Eigenvectors"
19463:"How Small Is a Unit Ball?"
18919:
17159:{\displaystyle y=x_{1}^{2}}
16859:-sphere. In particular, if
15780:Uniformly at random on the
14847:are greater than one, then
13300:{\displaystyle \theta _{i}}
11687:, and traveling a distance
5647:spherical coordinate system
3456:. This forms the basis for
3002:if it does not include the
1683:{\displaystyle \{c-r,c+r\}}
683:Cartesian coordinate system
227:-sphere is the setting for
10:
20337:
20316:Multi-dimensional geometry
19938:: CS1 maint: postscript (
19837:: CS1 maint: postscript (
19035:, the line beginning with
18944:Homotopy groups of spheres
15035:
14650:{\displaystyle n_{2}>1}
14383:{\displaystyle n_{1}>1}
10547:ultraspherical polynomials
7665:of the transformation is:
3467:
3267:one-point compactification
2863:
1151:one-point compactification
20292:
20271:
20207:
20145:
20099:
20088:
20039:
19883:Flanders, Harley (1989).
19072:must be omitted, and for
17696:Commonly simply called a
17601:{\displaystyle \{\pm R\}}
15775:Probability distributions
14158:depends on the values of
12567:{\displaystyle [0,2\pi )}
11489:This says that points in
11113:Polyspherical coordinates
6004:{\displaystyle [0,2\pi )}
2870:The space enclosed by an
2856:
61:-space: parallels (red),
34:2-sphere wireframe as an
19969:10.1103/PhysRevA.59.1135
18962:
18126:almost complex structure
17895:complex projective space
16527:{\displaystyle 10^{-24}}
15503:-dimensional hyperplane
15289:-plane. In other words,
15253:{\displaystyle {\bigl }}
15044:stereographic projection
15038:Stereographic projection
15032:Stereographic projection
13664:and the area measure on
13388:special orthogonal group
11105:in concordance with the
10295:, which generalizes the
8272:can be constructed from
4101:{\displaystyle \{-1,1\}}
3950:{\displaystyle V_{0}=1.}
3774:th power of the radius.
3458:stereographic projection
2729:{\displaystyle {\star }}
2123:{\displaystyle S^{n}(r)}
935:stereographic projection
47:stereographic projection
19765:10.1214/aoms/1177692644
19195:{\displaystyle n\geq 2}
19106:must be used. The case
18106:{\displaystyle n\geq 5}
17708:complex projective line
17116:curse of dimensionality
16376:{\displaystyle r\geq 1}
16288:independently from the
15895:-dimensional vector of
14613:{\displaystyle n_{1}=1}
14420:{\displaystyle n_{2}=1}
14125:{\displaystyle \theta }
13692:{\displaystyle S^{n-1}}
13269:{\displaystyle S^{n-1}}
12528:{\displaystyle \theta }
12504:{\displaystyle \theta }
12480:{\displaystyle r\geq 0}
9223:{\displaystyle J_{n-1}}
9107:{\displaystyle J_{n-1}}
9070:{\displaystyle (n-1,n)}
8822:{\displaystyle J_{n-1}}
8734:are the same as column
8558:and an extra factor of
8476:{\displaystyle J_{n-1}}
8300:{\displaystyle J_{n-1}}
7422:are zero; in this case
6040:{\displaystyle [0,360)}
5604:{\displaystyle V_{1}=2}
5567:{\displaystyle S_{0}=2}
4650:{\displaystyle \Gamma }
4423:{\displaystyle S_{n-1}}
4292:three-dimensional space
3848:{\displaystyle S_{n-1}}
3506:{\displaystyle S_{n-1}}
3234:Topological description
3163:, is the interior of a
3100:, is the interior of a
2450:{\displaystyle \omega }
2317:is a center point, and
1924:-dimensional sphere in
1313:{\displaystyle n\geq 2}
853:{\displaystyle n\geq 1}
574:three-dimensional space
71:⟨0,0,0,1⟩
19746:Marsaglia, G. (1972).
19447:James W. Vick (1994).
19424:
19376:
19354:
19278:
19256:
19196:
19174:, a formula valid for
19158:
19128:
19094:
19064:
19027:
18997:
18996:{\displaystyle n>3}
18907:
18873:
18845:
18821:
18789:
18695:-sphere but using the
18687:
18661:
18622:
18585:
18536:
18512:
18309:
18278:
18213:
18107:
18077:
18046:
18018:
17924:
17864:
17808:
17749:
17706:. Homeomorphic to the
17636:
17635:{\displaystyle R>0}
17602:
17556:
17496:
17476:
17450:
17414:
17236:
17196:
17160:
17106:
17082:
17055:
17031:
16962:
16926:
16851:
16815:
16788:
16764:
16720:
16684:
16658:
16622:
16598:
16574:
16528:
16496:
16472:
16434:
16401:
16377:
16347:
16323:
16322:{\displaystyle (-1,1)}
16280:
16242:
16162:
16138:
16099:
16007:
15930:
15929:{\displaystyle N(0,1)}
15887:
15856:
15832:
15801:
15765:
15565:
15534:
15495:
15459:
15435:
15404:
15379:
15281:
15254:
15176:
15152:
15110:
15086:
15062:
15022:
14839:
14808:
14776:
14651:
14614:
14576:
14447:
14421:
14384:
14346:
14286:
14236:
14212:
14181:
14150:
14126:
14102:
14004:
13956:
13872:
13840:
13792:
13726:
13693:
13656:
13622:
13548:
13453:determines a subgroup
13445:
13375:
13338:
13301:
13270:
13233:
13200:
13167:
13134:
13110:
13082:
13051:
13013:
12828:
12804:
12780:
12756:
12712:
12688:
12664:
12640:
12604:
12568:
12529:
12505:
12481:
12451:
12397:
12343:
12317:
12291:
12267:
12236:
12202:
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19775:Amer. Math. Monthly
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20040:Dimensional spaces
19985:Weisstein, Eric W.
19889:Dover Publications
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2068:, that define an
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