Alternierendes Knotendiagramm

Im mathematischen Gebiet der Knotentheorie ist ein alternierendes Knotendiagramm ein Knotendiagramm, bei dessen Durchlaufen man abwechselnd Über- und Unterkreuzungen durchläuft. Analog ist ein alternierendes Verschlingungsdiagramm ein Verschlingungsdiagramm, für das sich beim Durchlaufen jeder Komponente jeweils Über- und Unterkreuzungen abwechseln.
Ein alternierender Knoten ist ein Knoten, der sich zu einem alternierende Knotendiagramm in der Ebene projizieren lässt. (Nicht jede Projektion muss ein alternierendes Diagramm geben.) Entsprechend ist eine Verschlingung eine alternierende Verschlingung, wenn sie ein alternierendes Verschlingungsdiagramm besitzt.

Ein alternierendes Diagramm heißt reduziert, wenn an jeder Kreuzung vier unterschiedliche Regionen anliegen. Ein reduziertes alternierendes Diagramm berechnet die Kreuzungszahl, d. h. es ist das Diagramm minimaler Kreuzungszahl für den gegebenen Knoten.
Je zwei reduzierte alternierende Diagramme desselben orientierten Knotens gehen durch eine Folge von „Flypes“ (Drehungen eines Tangles um 180°) auseinander hervor. Damit lässt sich leicht entscheiden, ob zwei alternierende Diagramme denselben Knoten darstellen.
Der Seifert-Algorithmus liefert für alternierende Knoten und Verschlingungen eine Seifert-Fläche minimalen Geschlechts . Insbesondere gilt für alternierende Verschlingungen die Gleichung , wobei den Grad des Alexander-Polynoms bezeichnet.
Alternierende Primknoten sind hyperbolisch. Das hyperbolische Volumen eines hyperbolischen Knotens kann durch die Twistzahl (d. h. Anzahl der Twist-Regionen) eines alternierenden Diagramms abgeschätzt werden:
wobei die Gieseking-Konstante bezeichnet.