А.А. Тужилин - Лекции по классической дифференциальной геометрии (второй семестр) (1124098), страница 9
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®£¤ @Q dx ^ dy = @Q ; @P dx ^ dy:d! = @Pdy^dx+@y@x@x @y®½²®¬³ ¯®«¥ X | ¡¥§¢¨µ°¥¢®¥, ¥±«¨ ¨ ²®«¼ª® ¥±«¨ ±®®²¢¥²±²¢³¾¹ ¿ 1´®°¬ ! § ¬ª³² . «¥¥, ¥±«¨ F (x; y) | 0-´®°¬ , ².¥. ´³ª¶¨¿, ²® 1-´®°¬ dF ¨¬¥¥² ¢¨¤@F dy:dF = @Fdx+@x@y«¥¤®¢ ²¥«¼®, ¢¥ª²®°®¥ ¯®«¥ X ¯®²¥¶¨ «¼®, ¥±«¨ ±®®²¢¥²±²¢³¾¹ ¿ 1´®°¬ ²®· .¥¯¥°¼ ²¥®°¥¬ ® ²®¬, ·²® ª ¦¤®¥ ¡¥§¢¨µ°¥¢®¥ ¯®«¥ ¿¢«¿¥²±¿ ¯®²¥¶¨ «¼»¬, ¿§»ª¥ ¤¨´´¥°¥¶¨ «¼»µ ´®°¬ ´®°¬³«¨°³¥²±¿ ² ª: ª ¦¤ ¿§ ¬ª³² ¿ 1-´®°¬ ¯«®±ª®±²¨ ¿¢«¿¥²±¿ ²®·®©. »¬¨ ±«®¢ ¬¨, ½²®²´ ª² ° ¢®±¨«¥ ²®¬³, ·²® H 1(R2) = 0. ² ª, ¬» ¯®¯³²® ¢»·¨±«¨«¨ ¯¥°¢®¥ ¯°®±²° ±²¢® ª®£®¬®«®£¨© ¤«¿ ¯«®±ª®±²¨ R2: ®® ®ª § «®±¼ ° ¢»¬³«¾.»·¨±«¨¬ ²¥¯¥°¼ H 2 (R2). » ¯®ª ¦¥¬, ·²® ± ¬®¬ ¤¥«¥ H 2(R2) = 0.±®, ·²® Z 2 = 2, ¯®½²®¬³ ¤®±² ²®·® ¯®ª § ²¼, ·²® ¤«¿ «¾¡®© 2-´®°¬» = F(x; y) dx ^ dy ±³¹¥±²¢³¥² ² ª ¿ 1-´®°¬ ! = P(x; y) dx + Q(x; y) dy,·²® = d!. »¬¨ ±«®¢ ¬¨, ¬» ¤®«¦» ¤«¿ ª ¦¤®© £« ¤ª®© ´³ª¶¨¨ F ©²¨ ² ª¨¥ ´³ª¶¨¨ P ¨ Q, ·²®@P :;F = @Q@x @y¥£ª® ¢¨¤¥²¼, ·²® ½²®¬³ ° ¢¥±²¢³ ³¤®¢«¥²¢®°¿¾² ´³ª¶¨¨Z xZ yQ(x; y) = 21 F(t; y) dt; ¨ P(x; y) = ; 12 F(x; t) dt:00² ª, ¬» ¤®ª § «¨ ±«¥¤³¾¹¥¥ ³²¢¥°¦¤¥¨¥.°¥¤«®¦¥¨¥ 6.4 ®£®¬®«®£¨¨ ±² ¤ °²®© ¯«®±ª®±²¨ R2 ¢»£«¿¤¿² ² ª:H 0 (R2) = R; H 1 (R2) = H 2(R2) = 0:®«¥¥ ²®£®, ¨¬¥¥² ¬¥±²® ±«¥¤³¾¹¨© ®¡¹¨© °¥§³«¼² ².¥®°¥¬ 6.1 («¥¬¬ ³ ª °¥) ±¥ ª®£®¬®«®£¨¨ ¥¢ª«¨¤®¢ ¯°®±²° ±²¢ Rn, § ¨±ª«¾·¥¨¥¬ ³«¥¢»µ, ° ¢» ³«¾, ³«¥¢»¥ ª®£®¬®«®£¨¨48®£®¬®«®£¨¨k 1k!° ¢» R.
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²³ ®¯¥° ¶¨¾ ®²®¦¤¥±²¢«¥¨¿ (®¯¥° ¶¨¾ ®¯³±ª ¨¿¨¤¥ª±®¢ ± ¯®¬®¹¼¾ ¥¢ª«¨¤®¢®© ¬¥²°¨ª¨ ij ) ®¡®§ ·¨¬ ·¥°¥§ I. ª¨¬®¡° §®¬, I(X) = !. ³±²¼ F | £« ¤ª ¿ ´³ª¶¨¿. ¯®¬¨¬ ¥ª®²®°»¥¯®«¥§»¥ ¬ ²®¦¤¥±²¢ :I(grad F ) = dF; I(rot X) = (d!); ¨ div X = d(!): ª¨¬ ®¡° §®¬,1) ¯®«¥ X ¯®²¥¶¨ «¼®, ¥±«¨ ¨ ²®«¼ª® ¥±«¨ ±®®²¢¥²±²¢³¾¹ ¿ 1-´®°¬ ! ²®· ;2) ¯®«¥ X ¡¥§¢¨µ°¥¢®¥, ².¥. rot X = 0, ¥±«¨ ¨ ²®«¼ª® ¥±«¨ ±®®²¢¥²±²¢³¾¹ ¿ 1-´®°¬ ! § ¬ª³² ;3) ¯®«¥ X ¡¥§¤¨¢¥°£¥²®, ².¥. div X = 0, ¥±«¨ ¨ ²®«¼ª® ¥±«¨ 2-´®°¬ !§ ¬ª³² .¥¬¬ ³ ª °¥, ¢ ¯°¨¬¥¥¨¨ ª ±«³· ¾ R3, ¤ ¥² ±«¥¤³¾¹¨© °¥§³«¼² ²:¯®²¥¶¨ «¼»¬°¥¤«®¦¥¨¥ 6.5 ®«¥ ¢ R3 ¯®²¥¶¨ «¼®, ¥±«¨ ¨ ²®«¼ª® ¥±«¨ ®® ¡¥§-1 R3¢¨µ°¥¢®¥ ½²® ½ª¢¨¢ «¥²®.
®«¥¡¥§¤¨¢¥°£¥²®, ¥±«¨ ¨2 R3²®«¼ª® ¥±«¨ ®® ±®«¥®¨¤ «¼® ½²® ½ª¢¨¢ «¥²®.(H ( ) = 0)X(H ( ) = 0)®ª § ²¥«¼±²¢®. ¥©±²¢¨²¥«¼®, ¯®²¥¶¨ «¼®±²¼ ¯®«¿ X ° ¢®±¨«¼ ³±«®¢¨¾ ! = dF ¤«¿ ¥ª®²®°®© ´³ª¶¨¨ F (¯®²¥¶¨ « ¯®«¿ X), ® ¯®±«¥¤¥¥ ³±«®¢¨¥ ° ¢®±¨«¼® (¯® «¥¬¬¥ ³ ª °¥) ³±«®¢¨¾ d! = 0, ·²®° ¢®±¨«¼® ³±«®¢¨¾ rot X = 0 (®¯¥° ¶¨¨ I ¨ ³±² ¢«¨¢ ¾² ¨§®¬®°´¨§¬» ±®®²¢¥²±²¢³¾¹¨µ ¢¥ª²®°»µ ¯°®±²° ±²¢).
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®½²®¬³ X = rot Y , ½²® ¨ ¥±²¼³±«®¢¨¥ ±®«¥®¨¤ «¼®±²¨ ¯®«¿ X. ®ª § ²¥«¼±²¢® § ª®·¥®.6.3 ®£®¬®«®£¨¨ ¨ ®¡¹ ¿ ´®°¬³« ²®ª± ¡¹ ¿ ´®°¬³« ²®ª± ¯®§¢®«¿¥² ¢® ¬®£¨µ ±«³· ¿µ ¢»·¨±«¿²¼ ª®£®¬®«®£¨¨ ¬®£®®¡° §¨©. °¨¢¥¤¥¬ ¥ª®²®°»¥ ¯°¨¬¥°».¥®°¥¬ 6.2 ±«¨M| £« ¤ª®¥ ª®¬¯ ª²®¥ ®°¨¥²¨°³¥¬®¥n¬®£®®¡° §¨¥ ¡¥§ ª° ¿, ²®.H (M) 6= 0n-¬¥°®¥¥©±²¢¨²¥«¼®, § ¤ ¤¨¬ M ¥ª®²®°³¾ ¬¥²°¨ª³ ( ¯°¨¬¥°, ¢«®¦¨¢ M ¢ RN ¨ ° ±±¬®²°¥¢ ¨¤³¶¨°®¢ ³¾ ¬¥²°¨ª³).
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