1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التبلوجيا :

Differential k-Form

المؤلف:  المرجع الالكتروني للمعلوماتيه

المصدر:  www.almerja.com

الجزء والصفحة:  ...

6-7-2021

1860

Differential k-Form

A differential k-form is a tensor of tensor rank k that is antisymmetric under exchange of any pair of indices. The number of algebraically independent components in n dimensions is given by the binomial coefficient (n; k). In particular, a one-form omega^1 (often simply called a "differential") is a quantity

 omega^1=b_1dx_1+b_2dx_2+...+b_ndx_n,

(1)

where b_1=b_1(x_1,x_2,...,x_n), ..., b_n=b_n(x_1x_2, ..., x_n) are the components of a covariant tensor. Changing variables from x to y gives

omega^1 = sum_(i=1)^(n)b_idx_i

(2)

= sum_(i=1)^(n)sum_(j=1)^(n)b_i(partialx_i)/(partialy_j)dy_j

(3)

= sum_(j=1)^(n)b^__jdy_j,

(4)

where

 b^__j=sum_(i=1)^nb_i(partialx_i)/(partialy_j),

(5)

which is the covariant transformation law.

p-alternating multilinear form on a vector space V corresponds to an element of  ^ ^pV^*, the pth exterior power of the dual vector space to V. A differential p-form on a manifold is a bundle section of the vector bundle  ^ ^pT^*M, the pth exterior power of the cotangent bundle. Hence, it is possible to write a p-form in coordinates by

 sum_(|I|=p)a_Idx_(i_1) ^ ... ^ dx_(i_p)

(6)

where I ranges over all increasing subsets of p elements from <span style={1,...,n}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/Differentialk-Form/Inline32.gif" style="height:15px; width:54px" />, and the a_I are functions.

An important operation on differential forms, the exterior derivative, is used in the celebrated Stokes' theorem. The exterior derivative d of a p form is a (p+1)-form. In fact, by definition, if x_i is the coordinate function, thought of as a zero-form, then d(x_i)=dx_i.

Another important operation on forms is the wedge product, or exterior product. If alpha is a p-form and beta is q-form, then alpha ^ beta is a p+q form. Also, a p-form can be contracted with an r-vector, i.e., a bundle section of  ^ ^rTM, to give a (p-r)-form, or if r>p, an (r-p)-vector. If the manifold has a metric, then there is an operation dual to the exterior product, called the interior product.

In higher dimensions, there are more kinds of differential forms. For instance, on the tangent space to R^2 there is the zero-form 1, two one-forms dx and dy, and one two-form dx ^ dy. A one-form can be written uniquely as fdx+gdy. In four dimensions, dx_1 ^ dx_2+dx_3 ^ dx_4 is a two-form that cannot be written as a ^ b.

The minimum number of terms necessary to write a form is sometimes called the rank of the form, usually in the case of a two-form. When a form has rank one, it is called decomposable. Another meaning for rank of a form is its rank as a tensor, in which case a p-form can be described as an antisymmetric tensor of rank p, in fact of type (0,p). The rank of a form can also mean the dimension of its form envelope, in which case the rank is an integer-valued function. With the latter definition of rank, a p-form is decomposable iff it has rank p.

When n is the dimension of a manifold M, then n is also the dimension of the tangent space TM_x. Consequently, an n-form always has rank one, and for p>n, a p-form must be zero. Hence, an n-form is called a top-dimensional form. A top-dimensional form can be form-integrated without using a metric. Consequently, a p-form can be integrated on a p-dimensional submanifold. Differential forms are a vector space (with a C-infty topology) and therefore have a dual space. Submanifolds represent an element of the dual via integration, so it is common to say that they are in the dual space of forms, which is the space of currents. With a metric, the Hodge star operator * defines a map from p-forms to (n-p)-forms such that **=(-1)^(p(n-p)).

When f:M->N is a smooth map, it pushes forward manifold tangent vectors from TM to TN according to the Jacobian f_*. Hence, a differential form on N pulls back to a differential form on M.

 f^*alpha(v_1 ^ ... ^ v_p)=alpha(f_*v_1 ^ ... ^ f_*v_p)

(7)

The pullback map is a linear map which commutes with the exterior derivative,

 f^*(dalpha)=df^*(alpha).

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي