切向量场
数理科学名词
设M是可微流形, 在M的每一点处安放一个切向量, 要求这些切向量的基点连续移动时,他们也跟着连续地变动的。这些切向量全体称为M上的一个切向量场。
简介
切向量场即切丛的截片。
设 M 为巴拿赫微分流形, 为其切丛,若 Cr 映射 满足条件,其中 id 为 M 上的恒同映射,则称 ξ 为 M 上的一个 Cr 切向量场,切向量场也常简称向量场。
举例
地球是一个流形 M , 在1月1日12:00,我们把地球上的每一点处的风向记下来,画成一张全球风向图。 一点处的风向就是切向量, 这张风向图就是切向量场。
一个著名的定理就是说,地球上任何时刻的风向图中, 必有一处的风速为零(就是没有风)。
这说明微分几何拓扑学有着密切的关系。 上述定理实际上是著名的DeRham上同调的推论。
切丛
切丛是微分流形M上的一种特殊的向量丛,一般记为T(M),它的就等于流形M的维数的两倍。切丛的截面就是我们说的切向量场。
几何直观上说, 切丛就是流形上每一点处的切空间“粘合”在一起得到的新流形--即向量丛。 这是流形自带的一个向量丛,它反映了该流形的大范围性质和局部性质的联系。
利用切丛和余切从,我们可以得到(p,q)型张量。由此可以引入联络的概念,人们就可以像计算函数导数那样去描述切向量的变化。
很多几何概念都可以通过切丛和余切丛来定义。比如黎曼度量的概念也可以从切丛的局部化上定义,进而得到大范围上的度量。近复结构也可以利用切丛来定义。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 18:20
目录
概述
简介
举例
切丛
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