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書記が数学やるだけ#730 多様体の向きづけ,単体・境界・鎖

多様体の向きづけ,および単体・境界・鎖について簡単に見ていく。


問題



説明

微分形式の座標変換はヤコビアンにより示される。ここで,多様体の積分は向きづけ可能なら座標によらない


ヤコビアンから局所座標がわかり,向きづけ可能かどうかを判断することができる。


単体・境界・鎖について今回は簡単に確認しておく。


解答

微分形式から多様体の積分を考えていく。


座標変換則により式を整理し,ヤコビアンの中身が正(向きづけ可能)となる条件が不変となる条件である。


球面が向きづけ可能なことは見ればわかるが,計算では北極・南極2つの立体射影の交わりを考えていく。


メビウスの帯は向きづけ不可能の代表例といえる。計算では座標系が裏返っていることをヤコビアンで示す。


ここで単体について。


境界演算子について,境界の境界はないことが重要。


から積分を定義するまでの流れを示す。

最後に単体の積分について,これは単なる計算問題である。


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