~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Arc.Ask3.Ru ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
Номер скриншота №:
✰ B3F9218F62A2213B4CCBA5D8A2D5B8AE__1711576140 ✰
Заголовок документа оригинал.:
✰ Diffiety - Wikipedia ✰
Заголовок документа перевод.:
✰ Различия — Википедия ✰
Снимок документа находящегося по адресу (URL):
✰ https://en.wikipedia.org/wiki/Diffiety ✰
Адрес хранения снимка оригинал (URL):
✰ https://arc.ask3.ru/arc/aa/b3/ae/b3f9218f62a2213b4ccba5d8a2d5b8ae.html ✰
Адрес хранения снимка перевод (URL):
✰ https://arc.ask3.ru/arc/aa/b3/ae/b3f9218f62a2213b4ccba5d8a2d5b8ae__translat.html ✰
Дата и время сохранения документа:
✰ 11.06.2024 07:50:52 (GMT+3, MSK) ✰
Дата и время изменения документа (по данным источника):
✰ 28 March 2024, at 00:49 (UTC). ✰ 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Ask3.Ru ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
Сервисы Ask3.ru: 
 Архив документов (Снимки документов, в формате HTML, PDF, PNG - подписанные ЭЦП, доказывающие существование документа в момент подписи. Перевод сохраненных документов на русский язык.)https://arc.ask3.ruОтветы на вопросы (Сервис ответов на вопросы, в основном, научной направленности)https://ask3.ru/answer2questionТоварный сопоставитель (Сервис сравнения и выбора товаров) ✰✰
✰ https://ask3.ru/product2collationПартнерыhttps://comrades.ask3.ru


Совет. Чтобы искать на странице, нажмите Ctrl+F или ⌘-F (для MacOS) и введите запрос в поле поиска.
Arc.Ask3.ru: далее начало оригинального документа

Различия — Википедия Jump to content

Разнообразие

Из Википедии, бесплатной энциклопедии

В математике дифференциал ту же роль , ( / d ə ˈ f ə ˌ t / ) — геометрический объект, который играет в современной теории уравнений в частных производных которую алгебраические многообразия играют для алгебраических уравнений , то есть кодировать пространство решений более концептуальным способом. Термин был введен в 1984 году Михайловичем Виноградовым как чемодан из дифференциальной разновидности Александром . [1]

Интуитивное определение [ править ]

В алгебраической геометрии основные объекты исследования ( многообразия ) моделируют пространство решений системы алгебраических уравнений (т. е. нулевое место набора многочленов ) вместе со всеми их «алгебраическими следствиями». Это означает, что применение алгебраических операций к этому множеству (например, добавление этих многочленов друг к другу или умножение их на любые другие многочлены) приведет к появлению того же нулевого локуса. Другими словами, фактически можно рассматривать нулевое множество алгебраического идеала , порожденное исходным набором полиномов.

При работе с дифференциальными уравнениями, помимо применения алгебраических операций, описанных выше, можно также дифференцировать исходные уравнения, получая новые дифференциальные ограничения. Поэтому дифференциальным аналогом многообразия должно быть пространство решений системы дифференциальных уравнений вместе со всеми их «дифференциальными следствиями». Поэтому вместо рассмотрения нулевого локуса алгебраического идеала нужно работать с дифференциальным идеалом .

Следовательно, элементарное диффиити будет состоять из бесконечного продолжения дифференциального уравнения , вместе с дополнительной структурой, предоставляемой специальным дистрибутивом . Элементарные разности играют в теории дифференциальных уравнений ту же роль, что и аффинные алгебраические многообразия в теории алгебраических уравнений. Соответственно, точно так же, как многообразия или схемы состоят из неприводимых аффинных многообразий или аффинных схем , (неэлементарное) различие определяется как объект, который локально выглядит как элементарное различие.

Формальное определение [ править ]

Формальное определение диффеи, основанное на геометрическом подходе к дифференциальным уравнениям и их решениям, требует понятий струй подмногообразий, продолжений и распределения Картана, которые будут упомянуты ниже.

Пространства струй подмногообразий [ править ]

Позволять быть -мерное гладкое многообразие . Два -мерные подмногообразия , из касаются порядка в точку если можно локально описать оба подмногообразия как нули функций, определенных в окрестности , чьи производные при согласен на заказ .

Можно показать, что касательная с точностью до порядка — координатно-инвариантное понятие и отношение эквивалентности. [2] Говорят также, что и есть то же самое реактивный самолет -го порядка в , и обозначает их класс эквивалентности через или .

The -реактивное пространство -подмногообразия , обозначенный , определяется как совокупность всех -струи -мерные подмногообразия во всех точках :

Как любой данный самолет локально определяется производными до порядка функций, описывающих вокруг , такие функции можно использовать для построения локальных координат и предоставить с естественной структурой гладкого многообразия. [2]

и иметь такую ​​же 1-струйную пока и есть тот же 3-х струйный.

Например, для человек восстанавливает только баллы за и для восстанавливается грассманиан -мерные подпространства . В целом все прогнозы представляют собой пучки волокон .

Как частный случай, когда имеет структуру расслоенного многообразия над -мерное многообразие , можно рассматривать подмногообразия заданные графиками локальных сечений . Тогда понятие струи подмногообразий сводится к стандартному понятию струи сечений, а струйного расслоения оказывается открытым и плотным подмножеством . [3]

Расширения подмногообразий [ править ]

The -струйное продолжение подмногообразия является

Карта — гладкое вложение и его изображение , называемое продолжением подмногообразия , является подмногообразием диффеоморфен .

Картана в пространствах Распределение реактивных

Пространство формы , где является любым подмногообразием продолжение которого содержит точку , называется -самолет (или реактивный самолет, или самолет Картана) у . в Распределение Картана струйном пространстве это распределение определяется

где это промежуток всего -самолеты в . [4]

Дифференциальные уравнения [ править ]

уравнение Дифференциальное порядка на коллекторе является подмногообразием ; Решение определяется как -мерное подмногообразие такой, что . Когда является расслоенным многообразием над , восстанавливается понятие уравнений в частных производных на пучках струй и их решений, которые обеспечивают бескоординатный способ описания аналогичных понятий математического анализа . Хотя расслоений струй достаточно для решения многих уравнений, возникающих в геометрии, пространства струй подмногообразий обеспечивают большую общность и используются для решения нескольких УЧП, наложенных на подмногообразия данного многообразия, таких как лагранжевы подмногообразия и минимальные поверхности .

Как и в случае с расслоением струй, распределение Картана важно в алгебро-геометрическом подходе к дифференциальным уравнениям, поскольку оно позволяет кодировать решения в чисто геометрических терминах. Действительно, подмногообразие является решением тогда и только тогда, когда оно является целым многообразием для , то есть для всех .

Можно также посмотреть на распределение Картана УЧП. более существенно, определяя

В этом смысле пара кодирует информацию о решениях дифференциального уравнения .

PDE Продление

Учитывая дифференциальное уравнение порядка , его -е продолжение определяется как

где оба и рассматриваются как вложенные подмногообразия , так что их пересечение четко определено. Однако такое пересечение не обязательно снова является многообразием, следовательно, может не быть уравнением порядка . Поэтому обычно требуется быть «достаточно хорошим» таким, чтобы, по крайней мере, его первое продолжение действительно было подмногообразием .

Ниже мы будем предполагать, что УЧП формально интегрируемо , т.е. все продолжения являются гладкими многообразиями, а все проекции являются гладкими сюръективными погружениями. Обратите внимание, что подходящая версия теоремы Картана–Кураниши о продолжении гарантирует, что при незначительных предположениях о регулярности проверки гладкости конечного числа продолжений будет достаточно. Тогда обратный предел последовательности расширяет определение продолжения на случай, когда уходит в бесконечность, а пространство имеет структуру бесконечномерного многообразия . [5]

Определение различия [ править ]

Элементарное дифферентие – это пара где это -го порядка дифференциальное уравнение на некотором многообразии, его бесконечное продолжение и его Картановское распространение. Заметим, что в отличие от конечного случая можно показать, что распределение Картана является -мерный и инволютивный . Однако из-за бесконечномерности объемлющего многообразия теорема Фробениуса не выполняется, поэтому не интегрируемо

Дифференциал это тройка , состоящий из

  • многообразие (вообще говоря, бесконечномерное)
  • алгебра его гладких функций
  • конечномерное распределение ,

такой, что локально имеет вид , где представляет собой элементарное различие и обозначает алгебру гладких функций на . Здесь локально имеется в виду подходящая локализация относительно топологии Зарисского, соответствующая алгебре .

Размерность называется размерностью диффииета и обозначается с большой буквы D (чтобы отличить от размерности как многообразие).

Морфизмы различий [ править ]

Морфизм между двумя различиями и состоит из гладкой карты чье продвижение сохраняет распределение Картана, т. е. такое, что для каждой точки , надо .

Дифференциалы вместе со своими морфизмами определяют категорию дифференциальных уравнений . [3]

Приложения [ править ]

Vinogradov sequence [ edit ]

The Vinogradov -спектральная последовательность (или, для краткости, последовательность Виноградова ) — это спектральная последовательность, связанная с диффеитивом, которую можно использовать для исследования определенных свойств формального пространства решений дифференциального уравнения путем использования его распределения Картана. . [6]

Учитывая разницу , рассмотрим алгебру дифференциальных форм над

и соответствующий комплекс де Рама :

Его группы когомологий содержать некоторую структурную информацию о PDE; однако согласно лемме Пуанкаре все они локально исчезают. Таким образом, чтобы извлечь гораздо больше и даже локальную информацию, необходимо принять во внимание распределение Картана и ввести более сложную последовательность. Для этого позвольте

подмодуль дифференциальных форм над чьи ограничения на распространение исчезает, т.е.

Обратите внимание, что на самом деле является дифференциальным идеалом, поскольку он устойчив по отношению к дифференциалу де Рама, т.е. .

Теперь позвольте быть его -я степень, т.е. линейное подпространство Сгенерированно с помощью . Тогда получается фильтрация

и поскольку все идеалы устойчивы, эта фильтрация полностью определяет следующую спектральную последовательность :

Приведенная выше фильтрация конечна в каждой степени, т.е. для любого

так что спектральная последовательность сходится к когомологиям де Рама различия. Таким образом, можно проанализировать члены порядка спектральной последовательности, чтобы восстановить информацию об исходном УЧП. Например: [7]

Многие термины высшего порядка еще не имеют интерпретации.

Вариационный бикомплекс [ править ]

Как частный случай, начиная с расслоенного многообразия и его реактивный комплект вместо реактивного пространства , вместо -спектральной последовательности получается несколько менее общий вариационный бикомплекс . Точнее, любой бикомплекс определяет две спектральные последовательности: одна из двух спектральных последовательностей, определяемых вариационным бикомплексом, является в точности Виноградовской. -спектральная последовательность. Однако вариационный бикомплекс был разработан независимо от последовательности Виноградова. [8] [9]

Подобно членам спектральной последовательности, многие члены вариационного бикомплекса могут получить физическую интерпретацию в классической теории поля : например, получаются классы когомологий, соответствующие функционалам действия, сохраняющимся токам, калибровочным зарядам и т. д. [10]

Вторичное исчисление [ править ]

Виноградов разработал теорию, известную как вторичное исчисление , чтобы формализовать в когомологических терминах идею дифференциального исчисления в пространстве решений данной системы УЧП (т. е. пространстве целочисленных многообразий данного диффиити). [11] [12] [13] [3]

Другими словами, вторичное исчисление обеспечивает замену функций, векторных полей, дифференциальных форм, дифференциальных операторов и т. д. в (в общем) очень сингулярном пространстве, где эти объекты не могут быть определены обычным (гладким) способом в пространстве решений. Более того, пространство этих новых объектов естественным образом наделено теми же алгебраическими структурами, что и пространство исходных объектов. [14]

Точнее, рассмотрим горизонтальный комплекс Де Рама диффеи, который можно рассматривать как листовой комплекс де Рама инволютивного распределения или, что то же самое, алгеброидный комплекс Ли алгеброида Ли . Тогда комплекс естественным образом становится коммутативной ДГ-алгеброй вместе с подходящим дифференциалом . Тогда, возможно, тензоризация с нормальным расслоением , его когомологии используются для определения следующих «вторичных объектов»:

  • вторичные функции являются элементами когомологий , которая, естественно, является коммутативной DG-алгеброй (на самом деле это первая страница -спектральная последовательность, обсуждавшаяся выше);
  • вторичные векторные поля являются элементами когомологий , которая, естественно, является алгеброй Ли; более того, вместе с ;
  • вторичный дифференциал -формы являются элементами когомологий , которая, естественно, является коммутативной ДГ-алгеброй.

Вторичное исчисление также может быть связано с ковариантным фазовым пространством , то есть пространством решений уравнений Эйлера-Лагранжа, связанным с лагранжевой теорией поля . [15]

См. также [ править ]

Другой способ обобщения идей алгебраической геометрии — дифференциальная алгебраическая геометрия .

Ссылки [ править ]

  1. ^ Виноградов А.М. (март 1984 г.). «Локальные симметрии и законы сохранения» . Acta Applicandae Mathematicae . 2 (1): 21–78. дои : 10.1007/BF01405491 . ISSN   0167-8019 . S2CID   121860845 .
  2. ^ Перейти обратно: а б Сондерс, диджей (1989). Геометрия струйных расслоений . Серия лекций Лондонского математического общества. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. дои : 10.1017/cbo9780511526411 . ISBN  978-0-521-36948-0 .
  3. ^ Перейти обратно: а б с Виноградов, А.М. (2001). Когомологический анализ уравнений в частных производных и вторичное исчисление . Провиденс, Род-Айленд: Американское математическое общество. ISBN  0-8218-2922-Х . OCLC   47296188 .
  4. ^ Красильщик И.С.; Лычагин В.В.; Виноградов, А.М. (1986). Геометрия пространств джетов и нелинейные уравнения в частных производных . Адв. Стад. Созерцание Математика, Нью-Йорк Том. 1. Нью-Йорк и др.: Издательство Gordon and Breach Science. ISBN  978-2-88124-051-5 .
  5. ^ Гюнейсу, Бату; Пфлаум, Маркус Дж. (10 января 2017 г.). «Про конечномерная структура многообразия пространств формальных решений формально интегрируемых УЧП» . СИГМА. Симметрия, интегрируемость и геометрия: методы и приложения . 13 : 003.arXiv : 1308.1005 . Бибкод : 2017SIGMA..13..003G . дои : 10.3842/SIGMA.2017.003 . S2CID   15871902 .
  6. ^ Виноградов, А.М. (1978). «Спектральная последовательность, связанная с нелинейным дифференциальным уравнением и алгебро-геометрическими основами лагранжевой теории поля с ограничениями» . Советская математика. Докл. (на русском). 19 : 144–148 – через Math-Net.Ru.
  7. ^ Симметрии и законы сохранения для дифференциальных уравнений математической физики . А.В. Бочаров, И.С. Красильщик, А.М. Виноградов. Провиденс, Род-Айленд: Американское математическое общество. 1999. ISBN  978-1-4704-4596-6 . OCLC   1031947580 . {{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )
  8. ^ Тульчиев, WM (1980). Гарсия, Польша; Перес-Рендон, А.; Сурио, Ж.М. (ред.). «Резолюция Эйлера-Лагранжа» . Дифференциальные геометрические методы в математической физике . Конспект лекций по математике. 836 . Берлин, Гейдельберг: Springer: 22–48. дои : 10.1007/BFb0089725 . ISBN  978-3-540-38405-2 .
  9. ^ Цудзисита, Тору (1982). «О вариационных бикомплексах, связанных с дифференциальными уравнениями» . Осакский математический журнал . 19 (2): 311–363. ISSN   0030-6126 .
  10. ^ «Вариационный бикомплекс в nLab» . ncatlab.org . Проверено 11 декабря 2021 г.
  11. ^ Виноградов, А.М. (30 апреля 1984 г.). «В-спектральная последовательность, лагранжев формализм и законы сохранения. I. Линейная теория» . Журнал математического анализа и приложений . 100 (1): 1–40. дои : 10.1016/0022-247X(84)90071-4 .
  12. ^ Виноградов, А.М. (30 апреля 1984 г.). «В-спектральная последовательность, лагранжев формализм и законы сохранения. II. Нелинейная теория» . Журнал математического анализа и приложений . 100 (1): 41–129. дои : 10.1016/0022-247X(84)90072-6 . ISSN   0022-247X .
  13. ^ Энно, Марк; Красильщик, Иосиф; Виноградов, Александр, ред. (1998). Вторичное исчисление и когомологическая физика . Современная математика. Том. 219. Провиденс, Род-Айленд: Американское математическое общество. дои : 10.1090/conm/219 . ISBN  978-0-8218-0828-3 .
  14. ^ Витальяно, Лука (2014). «О сильной гомотопической алгебре Ли–Райнхарта слоения» . Коммуникации в современной математике . 16 (6): 1450007. arXiv : 1204.2467 . дои : 10.1142/S0219199714500072 . ISSN   0219-1997 . S2CID   119704524 .
  15. ^ Витальяно, Лука (01 апреля 2009 г.). «Вторичное исчисление и ковариантное фазовое пространство» . Журнал геометрии и физики . 59 (4): 426–447. arXiv : 0809.4164 . Бибкод : 2009JGP....59..426V . doi : 10.1016/j.geomphys.2008.12.001 . ISSN   0393-0440 . S2CID   21787052 .

Внешние ссылки [ править ]

Arc.Ask3.Ru: конец оригинального документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: B3F9218F62A2213B4CCBA5D8A2D5B8AE__1711576140
URL1:https://en.wikipedia.org/wiki/Diffiety
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Diffiety - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть, любые претензии не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, денежную единицу можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)