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Cómo entender la explicación del punto conjugado en la geometría riemanniana de Petersen

Estoy leyendo la geometría riemanniana de Petersen. Él utiliza la función de distancia para establecer tres ecuaciones.

1. $L_{\partial_{r}} g=2 \operatorname{Hess} r$

2. $\left(\nabla_{\partial_{r}} \operatorname{Hess} r\right)(X, Y)+\operatorname{Hess}^{2} r(X, Y)=-R\left(X, \partial_{r}, \partial_{r}, Y\right)$

3. $\left(L_{\partial_{r}} \operatorname{Hess} r\right)(X, Y)-\operatorname{Hess}^{2} r(X, Y)=-R\left(X, \partial_{r}, \partial_{r}, Y\right)$

Luego dice

si suponemos que la curvatura está acotada, entonces la ecuación (2) nos dice que, si el hessiano se infla, entonces debe ser decreciente a medida que aumenta r, por lo que sólo puede ir a $-\infty$ :

No estoy seguro de lo que significa "explotar" aquí, y no puedo entender por qué esto implica que Hessian está disminuyendo.

También dice

Un punto conjugado se produce cuando el hessiano de r se vuelve indefinido cuando resolvemos la ecuación diferencial para él.

No puedo imaginar cuándo y por qué el hessiano de r se vuelve indefinido.

Otros lugares de esta sección también son difíciles de entender, ya que sólo hay una explicación literal sin ejemplos ni cálculos.

Cualquier ayuda será agradecida.

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Korvin Szanto Puntos 140

Fijar un vector tangente unitario $v$ que es paralela a lo largo de la geodésica. Sea $H$ sea el hessiano de $r$ . Entonces la ecuación 2 implica que \begin{align*} \partial_r(H(v,v)) &= (\nabla_rH)(v,v)\\ & = -R(v,\partial_r,\partial_r,v) - H^2(v,v)\\ &= -R(v,\partial_r,\partial_r,v) - g^{ij}H(v,\partial_i)H(v,\partial_j) \end{align*} Sayiing $H$ explota a lo largo de $R$ significa que el último término se acerca al infinito. En particular, se vuelve arbitrariamente negativo. Que la curvatura esté acotada implica que el primer término está acotado. Por lo tanto, como $r \rightarrow \infty$ el lado derecho se vuelve negativo. Por lo tanto, $H(v,v)$ es decreciente para cualquier vector unitario paralelo $v$ .

En cuanto a un ejemplo en el que el hessiano se infla y, por lo tanto, hay un punto conjugado, sugiero mirar la esfera como se describe en 4.2.1 y ver si se puede averiguar por qué, si $r$ es la distancia al polo norte, entonces el hessiano de $r$ explota en el polo sur.

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