В теории узлов первичный узел или первичная связь — это узел , который в определенном смысле неразложим. В частности, это нетривиальный узел , который не может быть записан как сумма двух нетривиальных узлов. Узлы, которые не являются первичными, называются составными узлами или составными связями . Может быть нетривиальной проблемой определить, является ли данный узел первичным или нет.
Семейство примеров простых узлов — это торические узлы . Они образуются путем обертывания окружности вокруг тора p раз в одном направлении и q раз в другом, где p и q — взаимно простые целые числа.
Узлы характеризуются числом их пересечений . Простейшим простым узлом является трилистник с тремя пересечениями. Трилистник на самом деле является (2, 3)-торическим узлом. Узел восьмерка с четырьмя пересечениями является простейшим неторическим узлом. Для любого положительного целого числа n существует конечное число простых узлов с n пересечениями . Первые несколько значений (последовательность A002863 в OEIS ) и (последовательность A086825 в OEIS ) приведены в следующей таблице.
н | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Количество простых узлов с n пересечениями | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 | 3 | 7 | 21 | 49 | 165 | 552 | 2176 | 9988 | 46972 | 253293 | 1388705 | 8053393 | 48266466 | 294130458 |
Композитные узлы | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 1 | 5 | ... | ... | ... | ... | ... | ... | |||||
Общий | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 | 5 | 8 | 26 | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
В этой таблице и в следующей таблице энантиоморфы учитываются только один раз (т. е. узел и его зеркальное отображение считаются эквивалентными).
Теорема Хорста Шуберта (1919-2001) утверждает, что каждый узел может быть однозначно выражен как связанная сумма простых узлов. [1]