حزمة أفين

في الرياضيات، الحزمة الأفينية هي حزمة ليفية تكون أليافها النموذجية وأليافها ومورفيزمات التبسيط ودوال الانتقال أفينية. [ 1 ]

التعريف الرسمي

يتركπ¯:Y¯X{\displaystyle {\overline {\pi }}:{\overline {Y}}\to X}أن تكون حزمة متجهة ذات ليف نموذجي فضاء متجهيF¯{\displaystyle {\overline {F}}}حزمة أفينية مصممة على غرار حزمة متجهةπ¯:Y¯X{\displaystyle {\overline {\pi }}:{\overline {Y}}\to X}هي حزمة من الأليافπ:YX{\displaystyle \pi :Y\to X}أليافه النموذجيةF{\displaystyle F}هو فضاء أفيني مصمم علىF¯{\displaystyle {\overline {F}}}بحيث تتحقق الشروط التالية:

(أ) كل ليفYx{\displaystyle Y_{x}}لY{\displaystyle Y}هو فضاء أفيني مصمم على الألياف المقابلةY¯x{\displaystyle {\overline {Y}}_{x}}من حزمة متجهةY¯{\displaystyle {\overline {Y}}}.

(ii) يوجد أطلس حزم أفيني لـYX{\displaystyle Y\to X}والتي تكون عمليات التبسيط المحلية ووظائف الانتقال الخاصة بها عبارة عن تماثلات خطية .

عند التعامل مع الحزم الأفينية، يتم استخدام إحداثيات الحزمة الأفينية فقط.(xμ،yأنا){\displaystyle (x^{\mu },y^{i})}تمتلك دوال انتقال خطية

yأنا=أجأنا(xν)yج+بأنا(xν).{\displaystyle y'^{i}=A_{j}^{i}(x^{\nu })y^{j}+b^{i}(x^{\nu }).}

توجد تشاكلات الحزم

Y×XY¯Y،(yأنا،y¯أنا)yأنا+y¯أنا،{\displaystyle Y\times _{X}{\overline {Y}}\longrightarrow Y,\qquad (y^{i},{\overline {y}}^{i})\longmapsto y^{i}+{\overline {y}}^{i},}
Y×XYY¯،(yأنا،yأنا)yأنا-yأنا،{\displaystyle Y\times _{X}Y\longrightarrow {\overline {Y}},\qquad (y^{i},y'^{i})\longmapsto y^{i}-y'^{i},}

أين(y¯أنا){\displaystyle ({\overline {y}}^{i})}هي إحداثيات الحزمة الخطية على حزمة متجهةY¯{\displaystyle {\overline {Y}}}، التي تمتلك دوال انتقال خطيةy¯أنا=أجأنا(xν)y¯ج{\displaystyle {\overline {y}}'^{i}=A_{j}^{i}(x^{\nu }){\overline {y}}^{j}}.

ملكيات

للحزمة الأفينية مقطع عالمي ، ولكن على عكس الحزم المتجهة، لا يوجد مقطع عالمي معياري للحزمة الأفينية.π:YX{\displaystyle \pi :Y\to X}ليكن حزمة أفينية مصممة على غرار حزمة متجهةπ¯:Y¯X{\displaystyle {\overline {\pi }}:{\overline {Y}}\to X}كل قسم عالميs{\displaystyle s}من حزمة أفينيةYX{\displaystyle Y\to X}ينتج عنه تشاكلات الحزم

Yyy-s(π(y))Y¯،Y¯y¯s(π(y))+y¯Y.{\displaystyle Y\ni y\to ys(\pi (y))\in {\overline {Y}},\qquad {\overline {Y}}\ni {\overline {y}}\to s(\pi (y))+{\overline {y}}\in Y.}

على وجه الخصوص، كل حزمة متجهةY{\displaystyle Y}تتمتع ببنية طبيعية لحزمة أفينية بسبب هذه التشكلات حيثs=0{\displaystyle s=0}هو المقطع القياسي ذو القيمة الصفرية لـY{\displaystyle Y}على سبيل المثال، حزمة المماستيX{\displaystyle TX}من مشعبX{\displaystyle X}بطبيعة الحال، هي حزمة خطية.

حزمة أفينيةYX{\displaystyle Y\to X}هي حزمة ألياف ذات مجموعة بنية أفينية عامةجيأ(م،R){\displaystyle GA(m,\mathbb {R} )}من التحولات الأفينية لأليافها النموذجيةV{\displaystyle V}من الأبعادم{\displaystyle m}يمكن اختزال هذه المجموعة البنيوية دائمًا إلى مجموعة خطية عامة .جيل(م،R){\displaystyle GL(m,\mathbb {R} )}أي أن الحزمة الأفينية تقبل أطلسًا مع دوال انتقال خطية.

والمقصود بتشاكل الحزم الأفينية هو تشاكل الحزمΦ:YY{\displaystyle \Phi :Y\to Y'}التي يقتصر على كل ليف منY{\displaystyle Y}هي دالة خطية. كل تشاكل حزم خطيΦ:YY{\displaystyle \Phi :Y\to Y'}من حزمة أفينيةY{\displaystyle Y}مصمم على غرار حزمة متجهةY¯{\displaystyle {\overline {Y}}}إلى حزمة أفينيةY{\displaystyle Y'}مصمم على غرار حزمة متجهةY¯{\displaystyle {\overline {Y}}'}ينتج عنه تشاكل حزمة خطي فريد

Φ¯:Y¯Y¯،y¯أنا=Φأناyجy¯ج،{\displaystyle {\overline {\Phi }}:{\overline {Y}}\to {\overline {Y}}',\qquad {\overline {y}}'^{i}={\frac {\partial \Phi ^{i}}{\partial y^{j}}}{\overline {y}}^{j},}

يُطلق عليه اسم المشتق الخطي لـΦ{\displaystyle \Phi }.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. كولار، إيفان؛ ميخور، بيتر؛ سلوفاك، يان (1993)، المؤثرات الطبيعية في الهندسة التفاضلية (ملف PDF) ، سبرينغر-فيرلاغ، مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 30-03-2017 ، تم استرجاعه بتاريخ 28-05-2013(الصفحة 60)

مراجع