Complete bipartite graphs flexible in the plane

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A complete bipartite graph $K_{3,3}$, considered as a planar linkage with joints at the vertices and with rods as edges, is in general inflexible, that is, it admits only motions as a whole. Two types of its paradoxical mobility were found by Dixon in 1899. Later on, in a series of papers by several different authors the question of the flexibility of $K_{m,n}$ was solved for almost all pairs $(m,n)$. We solve it for all complete bipartite graphs in the Euclidean plane, as well as on the sphere and hyperbolic plane. We give independent self-contained proofs without extensive computations, which are almost the same in the Euclidean, hyperbolic and spherical cases.

About the authors

Mikhail Dmitrievich Kovalev

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Mechanics and Mathematics

Author for correspondence.
Email: mdkovalev@mtu-net.ru
Doctor of physico-mathematical sciences, Professor

Stepan Yur'evich Orevkov

Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences; Institut de Mathématiques de Toulouse

Email: orevkov@math.ups-tlse.fr
Candidate of physico-mathematical sciences, Senior Researcher

References

  1. O. Bottema, “Die Bahnkurven eines merkwürdigen Zwölfstabgetriebes”, Österr. Ing.-Arch., 14 (1960), 218–222
  2. A. C. Dixon, “On certain deformable frameworks”, Messenger Math., 29 (1899/1900), 1–21
  3. M. Gallet, G. Grasegger, J. Legersky, J. Schicho, “On the existence of paradoxical motions of generically rigid graphs on the sphere”, SIAM J. Discrete Math., 35:1 (2021), 325–361
  4. I. M. Gelfand, M. M. Kapranov, A. V. Zelevinsky, Discriminants, resultants, and multidimensional determinants, Math. Theory Appl., Birkhäuser Boston, Inc., 1994, x+523 pp.
  5. G. Grasegger, J. Legersky, J. Schicho, “On the classification of motions of paradoxically movable graphs”, J. Comput. Geom., 11:1 (2020), 548–575
  6. М. Д. Ковалeв, “Шарнирный четырехзвенник: приводимость конфигурационного пространства и передаточная функция”, ПММ, 86:1 (2022), 77–87
  7. Н. И. Левитский, Теория механизмов и машин, 2-е изд., перераб. и доп., Наука, М., 1990, 592 с.
  8. H. Maehara, N. Tokushige, “When does a planar bipartite framework admit a continuous deformation?”, Theoret. Comput. Sci., 263:1-2 (2001), 345–354
  9. D. Walter, M. L. Husty, “On a nine-bar linkage, its possible configurations and conditions for paradoxical mobility”, Proceedings of twelfth world congress on mechanism and machine science, IFToMM 2007 (Besançon, 2007), 2007, 1–6
  10. W. Whiteley, “Infinitesimal motions of a bipartite framework”, Pacific J. Math., 110:1 (1984), 233–255
  11. W. Wunderlich, “On deformable nine-bar linkages with six triple joints”, Indag. Math. (N.S.), 79:3 (1976), 257–262

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Ковалёв М.D., Оревков С.Y.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».