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可积微分理想


微分理想是在流形 M 上光滑形式的中的理想 I。也就是说,它在加法、标量乘法以及与任意形式的楔积下是封闭的。如果每当 alpha in I 时,则 dalpha in I,则理想 I 称为可积的,其中 d外微分

例如,在 R^3 中,理想

 I={a_1ydx+a_2dx ^ dy+a_3ydx ^ dz+a_4dx ^ dy ^ dz},
(1)

其中 a_i 是任意光滑函数,是可积微分理想。然而,如果第二项是 a_2ydx ^ dy 的形式,那么理想将不是可积的,因为它不包含 d(ydx)=-dx ^ dy

给定 M 上的可积微分理想 I,如果每个形式 alphaX消失,即 f^*alpha=0,则光滑映射 f:X->M 称为可积的。在坐标中,积分流形求解偏微分方程组。例如,使用上面的 I,从 R^2 中的开集R^2 的映射 f=(f_1,f_2,f_3) 是积分的,如果

 f_2(partialf_1)/(partialx)=0
(2)
 f_2(partialf_1)/(partialy)=0
(3)
 (partialf_1)/(partialx)(partialf_2)/(partialy)-(partialf_1)/(partialy)(partialf_2)/(partialx)=0
(4)
 f_2((partialf_1)/(partialx)(partialf_3)/(partialy)-(partialf_1)/(partialy)(partialf_3)/(partialx))=0.
(5)

相反,任何偏微分方程组都可以表示为射流丛上的可积微分理想。例如,partialf/partialx=gR 上对应于 R^2={(x,f)} 上的 I=<df-gdx>


另请参阅

微分 k-形式, 可积, 射流丛, 偏微分方程, 楔积

此条目由 Todd Rowland 贡献

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请引用为

Rowland, Todd. “可积微分理想。” 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源,由 Eric W. Weisstein 创建。 https://mathworld.net.cn/IntegrableDifferentialIdeal.html

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