Glatthet av avbildninger mellom vektorrom

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
svinepels
Descartes
Descartes
Innlegg: 411
Registrert: 19/12-2010 22:15
Sted: Oslo

Jeg tar et kurs i analyse på mangfoldigheter nå, og stusser litt over følgende definisjon:

En differensiabel $p$-form på $U \subseteq \mathbb{R}^n$ er en glatt avbildning $\omega: U \to \text{Alt}^p(\mathbb{R}^n)$.

Her betegner $\text{Alt}^p(V)$ vektorrommet av alle multilineære, alternerende avbildninger $V^p \to \mathbb{R}$.

Jeg vet hva det vil si at en funksjon mellom euklidske rom er glatt, men her er det altså snakk om en funksjon som har et ikke-euklidsk vektorrom som kodomene. Vi har derimot at $\text{Alt}^p(\mathbb{R}^n) \cong \mathbb{R}^m$, der $m = {n \choose p}$. Foreleseren sa at vi derfor kunne tenke på $\omega$ som en funksjon $U \to \mathbb{R}^m$ og deretter bruke definisjon av glatthet slik vi er vant til, men jeg har fremdeles litt problemer med å pønske ut hva dette kan bety rent eksplisitt. Kan det bety at man velger seg en isomorfi $\phi: \text{Alt}^p(\mathbb{R}^n) \to \mathbb{R}^m$ og ser på hvorvidt komposisjonen $\phi \circ f : U \to \mathbb{R}^n$ er glatt? I så fall må man vel vise at dette gjelder uavhengig av isomorfi, og hvordan vil man i så fall definere den deriverte $D\omega$ ?
Bachelor i matematiske fag NTNU - tredje år.
Gustav
Tyrann
Tyrann
Innlegg: 4560
Registrert: 12/12-2008 12:44

" Kan det bety at man velger seg en isomorfi ϕ:Altp(ℝn)→ℝm og ser på hvorvidt komposisjonen ϕ∘f:U→ℝn er glatt?"

Ja, det er riktig. Mer generelt: man velger et bestemt kart om punktet man ser på i U, fra et glatt atlas.

"hvordan vil man i så fall definere den deriverte Dω ?"

Det eksplisitte uttrykket for den totalderiverte vil være avhengig av den bestemte isomorfien du bruker. For isomorfien $\phi$ blir, den totalderiverte i punkt $p\in U$, $D(\phi\circ\omega)(p)$, altså Jacobimatrisen til komposisjonen $\phi\circ\omega:U\to\mathbb{R}^m$. Det er umulig å eksplisitt angi den totalderiverte uavhengig av koordinatkart/atlas.

"I så fall må man vel vise at dette gjelder uavhengig av isomorfi"

Ja, man må strengt tatt vise at glatthet av en avbildning er uavhengig av hvilket kart man bruker.
espen180
Gauss
Gauss
Innlegg: 2578
Registrert: 03/03-2008 15:07
Sted: Trondheim

plutarco skrev:Ja, man må strengt tatt vise at glatthet av en avbildning er uavhengig av hvilket kart man bruker.
Men dette er så godt som innebygd i definisjonene av glatt atlas og glatt funksjon mellom mangfoldigheter, så man trenger ikke bevise dette på nytt for hver avbildning man ser på.

@Svinepels: Du kan like gjerne bevise en gang for alle at glatthet av en funksjon er uavhengig av valg av kart, basta.
Gustav
Tyrann
Tyrann
Innlegg: 4560
Registrert: 12/12-2008 12:44

espen180 skrev: Men dette er så godt som innebygd i definisjonene av glatt atlas og glatt funksjon mellom mangfoldigheter, så man trenger ikke bevise dette på nytt for hver avbildning man ser på.
Det er jeg fullt klar over.
espen180
Gauss
Gauss
Innlegg: 2578
Registrert: 03/03-2008 15:07
Sted: Trondheim

plutarco skrev:
espen180 skrev: Men dette er så godt som innebygd i definisjonene av glatt atlas og glatt funksjon mellom mangfoldigheter, så man trenger ikke bevise dette på nytt for hver avbildning man ser på.
Det er jeg fullt klar over.
Det vet jeg at du er, og jeg mente ikke å antyde noe annet. Beklager hvis du oppfattet det slik. Hele innlegget var egentlig siktet på Svinepels.
Svar