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¿Hay alguna relación entre las ecuaciones de Cauchy-Riemann y campos del vector en colectores?

Bien, supongamos que tenemos $f : \mathbb{C} \to \mathbb{C}$ analítica, entonces si $f = u + iv$ funciones $u,v : \mathbb{C} \to \mathbb{R}$ satisfacer las Cauchy-Riemann ecuaciones: $D_1u=D_2v$$D_2u=-D_1v$. Ahora, supongamos que tenemos una pick $(x,\mathbb{C})$ de las coordenadas cartesianas en $\mathbb{C}$. Entonces tenemos:

$$\begin{cases}\dfrac{\partial u}{\partial x^1}&=\phantom{-}\dfrac{\partial v}{\partial x^2} \\ \\ \dfrac{\partial u}{\partial x^2} &= -\dfrac{\partial v}{\partial x^1}\end{cases}$$

Esto también puede ser escrito como simplemente:

$$i\dfrac{\partial f}{\partial x^1}=\dfrac{\partial f}{\partial x^2}$$

Pero ahora, aquí está la cosa interesante que he notado. Cuando trabajamos con la arbitraria suave colectores, los parciales de los operadores con relación a algún sistema de coordenadas son los vectores de tangentes a las coordenadas de las líneas. De modo que $\partial /\partial x ^1$ $\partial/\partial x^2$ son vectores de tangentes a las coordenadas de las líneas. Cuando trabajamos con los puntos de $\mathbb{C}$ y entendemos entonces como vectores (identificar el espacio de la tangente en el origen con el espacio $\mathbb{C}$ sí), multiplicando por $i$ es la misma como la rotación de un vector por $\pi/2$.

En el estándar de las coordenadas cartesianas, $\partial/\partial x^1$ está apuntando en la dirección de la $x$ eje y $\partial/\partial x^2$ está apuntando en la dirección de la $y$ eje. En ese caso, $\partial /\partial x^2$ es simplemente $\partial /\partial x^1$ girado $\pi/2$ en la dirección hacia la izquierda. Y el uso de $i$ a expresar rotaciones, esto es exactamente lo que está escrito allí.

No estoy seguro de si he hecho a mí mismo, claro, pero la pregunta es: "¿hay alguna relación entre el Cauchy-Riemann ecuaciones y los campos vectoriales definidos en $\mathbb{C}$ como un suave colector que nos da una comprensión más profunda de lo que funciones analíticas que hacer cuando transformar $\mathbb{C}$ a otro $\mathbb{C}$?"

Muchas gracias de antemano!

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Avi Puntos 21

Deje $f(x,y)=u(x,y)+iv(x,y)$ ser una analítica de la función. El campo de vectores

$$(x,y)\mapsto V(x,y)=(u(x,y),v(x,y))$$

es entonces tanto irrotacional (es decir,$\operatorname{curl}(V)=0$) y solenoidal ($\operatorname{div}(V)=0$). Estos son los "físicos" implicaciones a nivel de campos vectoriales uno puede deducir de la C. R. ecuaciones.

En viceversa: en la clásica teoría potencial, por lo general los estudios de complejo de valores de campos vectoriales $(x,y)\mapsto V(x,y)=\left(u(x,y),v(x,y)\right)$ teniendo en cuenta la combinación lineal

$$f(x,y)=u(x,y)+iv(x,y),$$

en todo el plano complejo. Si el campo vectorial $V(x,y)$ es tanto irrotacional y solenoidal, a continuación, $f$ satisface la C. R. ecuaciones (que no implica la analiticidad).

  • Pequeña observación

Deje $z=x+iy$ $f$ anterior. El uso de la C. R. ecuaciones en $u$ $v$ se obtiene el siguiente cadena de equivalencias

$$ u ~\text{y}~ v ~\text{satisfacer la C. R. ecuaciones}\Leftrightarrow \omega:=f(z)dz~\text{cerrado}\Leftrightarrow \tilde{V}=(f,si)~\text{es irrotacional}. $$

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