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切向量場
鎖定
設M是
可微的
流形, 在M的每一點處安放一個
切向量, 要求這些切向量的
基點連續
移動時,他們也跟着
連續地變動的。這些切向量全體稱為M上的一個切向量場。
- 中文名
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切向量場
- 外文名
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tangent vector field
- 適用範圍
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數理科學
切向量場簡介
切向量場即切叢的截片。
設 M 為巴拿赫微分流形,
為其
切叢,若 C
r 映射
滿足條件
,其中 id 為 M 上的恆同映射,則稱 ξ 為 M 上的一個 C
r 切向量場,切向量場也常簡稱向量場。
[1]
切向量場舉例
地球是一個流形 M , 在1月1日12:00,我們把地球上的每一點處的
風向記下來,畫成一張
全球風向圖。 一點處的風向就是
切向量, 這張風向圖就是切向量場。
一個著名的
定理就是説,
地球上任何時刻的風向圖中, 必有一處的
風速為零(就是沒有風)。
這説明
微分幾何與
拓撲學有着密切的關係。 上述定理實際上是著名的DeRham上同調的推論。
切向量場切叢
切叢是
微分流形M上的一種特殊的
向量叢,一般記為T(M),它的
秩就等於流形M的
維數的兩倍。切叢的截面就是我們説的切向量場。
幾何直觀上説, 切叢就是流形上每一點處的切空間“粘合”在一起得到的新流形--即向量叢。 這是流形自帶的一個向量叢,它反映了該流形的大範圍性質和局部性質的聯繫。
利用切叢和餘切從,我們可以得到(p,q)型
張量。由此可以引入
聯絡的概念,人們就可以像計算函數導數那樣去描述
切向量的變化。
很多幾何概念都可以通過切叢和餘切叢來定義。比如黎曼度量的概念也可以從切叢的局部化上定義,進而得到大範圍上的
度量。近復結構也可以利用切叢來定義。
- 參考資料
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1.
《數學辭海》總編輯委員會.《數學辭海》第3卷.南京:東南大學出版社,2002.8