Вход

Отображение геометрических структур

Реферат по математике
Дата добавления: 23 января 2002
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 791 кб (архив zip, 49 кб)
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу




Отображение геометрических структур


ABSTRACT


Mapping geometrical arrangements of a fiber space of differential equations, bound mapping of Hopf-Colle is under construction.

Устанавливается изоморфизм отображений Хопфа-Коула (Hopf E, Cole J. D.) [ 1, 2 3 ] и отображений геометрических структур дифференциальных уравнений, что позволяет определить сферы действия геометрического исчисления с соответствующей метрикой. Эта сфера действия соответствующих метрик определяется линейными и нелинейными связями.

Имеется проблема.

В настоящее время геометрии искривленных пространств позволяют извлекать физическую информацию в основном о системах космических и галактических масштабов: релятивистская теория гравитации (ОТО) и новая релятивистская теория гравитации (РТГ), в которых определяется «метрический тензор риманового пространства».

Но геометрия – раздел математики. Геометрическое исчисление имеет силу во всех разделах физики. Примером может служить интегральное исчисление, которое широко используется во всех разделах физики.

С помощью метрического тензора опускают и поднимают индексы у тензоров, находят их абсолютные переносы, определяют ковариантные производные и связности… Итак, посредством определенных в ОТО и РТГ метрических тензоров дважды поднимаются индексы, например, у тензора диэлектрической проницаемости в электродинамике, определяется перенос составляющих вектора электрической напряженности. Каков физический смысл этих действий? Ведь метрические тензоры в ОТО и РТГ – это гравитационные потенциалы!

В материальном мире реализуются многомерные пространства. С каждой физической системой и с каждым процессом ассоциируются соответствующей структуры пространства. Введение многомерных расслоенных пространств возможно во всех разделах физики. И не просто возможно, а геометрии расслоенных пространств составляют основу теорий всех разделов физики.

Геометрические действия с соответствующей метрикой возможно только в рамках соответствующей связи. При переходе к другой связи посредством соответствующих отображений происходит переход и к другой метрике посредством этих же отображений. Введение тензоров (скаляров, спиноров, векторов, тензоров более высокого ранга) производится только относительно соответствующих преобразований обобщенных координат. В физике вводятся многомерные пространства внутренних степеней свободы. Примером пространства внутренних степеней свободы в физике может служить изотопическое пространство, векторы в котором вводятся на основе преобразований координат изотопического пространства. В пространстве внутренних степеней свободы вводятся обобщенные базовые и слоевые координаты.

В качестве демонстрации данных утверждений и рассматривается сформулированная здесь задача.

Отображение Хопфа-Коула связывает два дифференциальных уравнения и их решения [ 1, 2, 3 ]: нелинейное уравнение Бюргерса [ 4 ] и уравнение теплопроводности (диффузии). Эти уравнения отображают соответствующие связи. Этих уравнений мы рассматриваем частные случаи (демонстрируется сам принцип) и обобщаем их на слоевые пространства.

Нелинейное уравнение (3) (см. Табл.) получено из уравнения типа уравнения Бюргерса в классе решений

т.е. (1)

с использованием отображения (2) [ 5 ]:


Отображение геометрических структур

Таблица


Дифференциальное уравнение типа уравнения теплопроводности

(3)

-постоянные.






- длина вектора в пространстве



- постоянная интегрирования.












(5)












(8)




(10)






(12)




(5’)














Дифференциальные уравнения, связанные отображением Хопфа-Коула

(2)

- постоянные.


слоевые пространства


слоевые координаты




метрические функции




решение дифференциальных уравнений








дифференциальные уравнения для метрической функции






решения дифференциальных уравнений для метрических функций


отображение Хопфа-Коула для метрических функций

(7)




ковариантные слоевые координаты






составляющие метрического

тензора

-

однородные степени нуль в слоевых координатах.










коэффициенты связностей

-

однородные степени – 1 в слоевых координатах


.

длина векторов




условие Эйлера


выполнение свойства

(14)

дважды ковариантные составляющие метрического тензора

Уравнение, следующее из нелинейного дифференциального уравнения типа уравнения Бюргерса

(4)

- постоянные





- длина вектора в

пространстве



где - постоянная интегрирования и




(6)
















(9)

(9)




(11)




(13)


(6’)






)







Из Таблицы следует, что структура составляющих контравариантных векторов, метрического тензора, связностей сохраняется. Изменяется их конкретное содержание. Отображения Хопфа-Коула меняют длину слоевых координат . Поскольку выполняется условие Эйлера и сохраняется свойство (14),то коэффициенты связностей найдены правильно. Итак, 1)если связь задана дифференциальным уравнением вида (3), тогда следует проводить геометрическое исчисление с метрическим тензором (10) и метрикой (5), 2)если же связь задана нелинейным дифференциальным уравнением вида (4), тогда следует проводить геометрическое исчисление с метрическим тензором (11) и метрикой (6), которые могут быть получены отображением Хопфа-Коула (2).


ЛИТЕРАТУРА


1.Cole J.D. On a quasilinear parabolic equation occurring in aerodynamics/ Quart App. Vath.,1951, 9, pp. 225-236.

2.Hopf T. The partial differential equation Comm. Pure Appl.Math.,1950, pp/ 201-230.

3.Абловиц М., Сигур X. Солитоны и метод обратной задачи. Перевод с англ. -М.: Мир, 1987, 180 с.

4.Burgers J. M. A mathematical model illustrating the theory of turbulence/Adv. Appl. Mech, 1948, 1, pp. 171-199.

5.Севрюк В.П. Геометрии расслоенных пространств теории обобщенных криволинейных координат. ВИНИТИ , N 3378-B90 Деп., 145 с.


© Рефератбанк, 2002 - 2017