Проективная метрика
Проекти́вная ме́трика, метрика в подмножестве проективного пространства такая, что кратчайшая относительно этой метрики является частью или всей проективной прямой. При этом полагают, что не принадлежит ни одной гиперплоскости и что 1) для любых трёх неколлинеарных точек неравенство треугольника выполняется в строгом смысле
2) если – различные точки из , то пересечение прямой , проходящей через и , с есть либо вся (большой круг), либо получается из удалением некоторого отрезка (могущего сводиться и к одной точке) (метрическая прямая).
Множества , наделённые проективной метрикой, называются проективно метрическими пространствами.
В одном и том же проективно метрическом пространстве не могут одновременно существовать оба типа линий: либо все они – метрические прямые (т. е. изометричны отрезку из ), либо же все они – большие круги одинаковой длины (теорема Гамеля). Пространства первого типа называются открытыми (они совпадают с подмножествами аффинного пространства, т. е. с , из которого удалена некоторая гиперплоскость); геометрия открытых проективно метрических пространств называется также геометрией Гильберта. Пространства второго типа называются замкнутыми (они совпадают со всем ).
Проблема определения всех проективных метрик – это т. н. 4-я проблема Гильберта (Проблемы Гильберта. 1960), полное её решение дано А. В. Погореловым (1974).
С проективной метрикой связано, как частный её случай, т. н. проективное мероопределение – введение в подмножества проективного пространства методами проективной геометрии такой метрики, при которой эти подмножества оказываются изоморфными евклидову, гиперболическому и эллиптическому пространствам. Так, геометрия открытых проективно метрических пространств, подлежащее множество которых совпадает со всем аффинным пространством, называется геометрией Минковского. Евклидова геометрия – это одновременно геометрия Гильберта и геометрия Минковского.
Гиперболическая геометрия – геометрия Гильберта, в которой существуют отражения от всех прямых. Для этого необходимо и достаточно, чтобы было внутренностью эллипсоида.
Эллиптическая геометрия (или геометрия Римана) – геометрия проективно метрических пространств второго типа.