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Cuando puede funcional de un ser escrito como la integral de una 1-forma?

Vamos real, suave colector $M$ ser dado. Deje $\Gamma$ denota el conjunto de todos los segmentos del trazado $M$, es decir, el conjunto de todos los caminos de la forma $\gamma:[a,b]\to M$.

Deje $Q:\Gamma\to\mathbb R$ funcional, es decir, una función que asigna un número real a cada segmento de la ruta. Supongamos que $Q$ tiene la propiedad de que para cualquier camino de $\gamma:[a,c]\to M$, si divido esta ruta en dos segmentos $\gamma_1[a,b]\to M$ $\gamma_2[b,c]\to M$ tal que $\gamma_1(t) = \gamma(t)$ todos los $t\in [a,b]$ $\gamma_2(t) = \gamma(t)$ todos los $t\in [b,c]$, luego \begin{align} Q[\gamma] = Q[\gamma_1] + Q[\gamma_2]. \end{align} Bajo qué supuestos adicionales (si los hubiera) se puede entonces demostrar que existe una 1-forma $\omega$ tal que \begin{align} Q[\gamma] = \int_\gamma\omega \end{align} para todos los $\gamma\in \Gamma$?

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studiosus Puntos 19728

Primero de todo, este es un muy bonito y natural de que se trate. Hassler Whitney dirigida exactamente a esta pregunta (ok, un poco más en general, para funcionales lineales en $k$de las cadenas, no sólo 1-cadenas) de unos 60 años atrás, en su libro "Geométrica de la Integración de la Teoría". La respuesta es dada en el Teorema de 10A, página 167. Whitney prueba que, bajo adecuadas condiciones analíticas, funcionales lineales son, de hecho, representado por la diferencia de $k$-formas. (En su pregunta, $k=1$.)

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