RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Записки научных семинаров ПОМИ // Архив

Зап. научн. сем. ПОМИ, 2022, том 515, страницы 121–140 (Mi znsl7258)

Intrinsic volumes of ellipsoids

[Внутренние объемы эллипсоидов]

A. Gusakovaa, E. Spodarevb, D. Zaporozhetsc

a Institute of Mathematical Stochastics, Münster University, Orléans-Ring 10, 48149 Münster, Germany
b Institute of Stochastics, Ulm University, Helmholtzstr 18, 89069 Ulm, Germany
c St. Petersburg Department of Steklov Institute of Mathematics, 27 Fontanka, St. Petersburg, Russia

Аннотация: Выводится явная формула для внутренних объемов эллипсоидов в $\mathbb R^d$, $d\ge 2$, в терминах эллиптических интегралов. Именно, для эллипсоида ${\mathcal E}\subset \mathbb R^d$ с полуосями $a_1,\ldots, a_d$ показано, что для всех $k=1,\ldots,d$ выполнено
\begin{align*} V_k({\mathcal E})&=\kappa_k\sum_{i=1}^da_i^2s_{k-1}(a_1^2,\dots,a_{i-1}^2,a_{i+1}^2,\dots,a_d^2) &\times\int\limits_0^{\infty}{t^{k-1}\over(a_i^2t^2+1)\prod_{j=1}^d\sqrt{a_j^2t^2+1}} \rm{d}t, \end{align*}
где $s_{k-1}$ есть $(k-1)$-й элементарный симметрический многочлен и $\kappa_k$ обозначает объем $k$-мерного единичного шара. В случае малых и больших $k$, когда формулы выглядят наиболее просто, приведены примеры. В качестве приложения выведены новые формулы для среднего $k$-мерного объема случайного $k$-симплекса в эллипсоиде и для гауссовского $k$-симплекса. Библ. – 33 назв.

Ключевые слова: выпуклое тело, внутренний объем, смешанный объем, функционал Минковского, опорная функция, смешанный дискриминант, эллипсоид, полярный эллипсоид, гипергеометрическая $R$-функция, тождество Вайнштейна–Ароншайна.

УДК: 519

Поступило: 01.11.2022

Язык публикации: английский



© МИАН, 2024