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गणित · शब्दावली

प्राचल परिवर्तन क्या है?

अन्य नाम: ज्यामितीय चाप

परिभाषा 18.2 विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 2 · अध्याय 18 — वक्र

वर्ग Ck\mathcal{C}^k का प्राचल परिवर्तन अंतरालों के बीच कोई Ck\mathcal{C}^k अवकल समाकृतिकता θ ⁣:JI\theta \colon J \to I है (हर जगह θ0\theta' \neq 0)। चाप γ\gamma और γθ\gamma \circ \theta तुल्य कहलाते हैं; ज्यामितीय चाप (या वक्र) कोई तुल्यता वर्ग है। प्राचल परिवर्तन के अंतर्गत निश्चर धारणाएँ — पथ, स्पर्श रेखा, चाप-लंबाई, वक्रताज्यामितीय कहलाती हैं।

उदाहरण

उदाहरण 18.4 (चाल ज्यामितीय रूप से कुछ नहीं बदलती)

इकाई वृत्त का प्राचलन इस प्रकार कीजिए:

γ(t)=(cost2, sint2),t[0,2π].\gamma(t) = (\cos t^2,\ \sin t^2), \qquad t \in \intcc0{\sqrt{2\pi}} .

चाल γ(t)=2t\norm{\gamma'(t)} = 2t रैखिक रूप से बढ़ती है, फिर भी

L=02π2t ⁣dt=2π,L = \int_0^{\sqrt{2\pi}}2t\,\dd t = 2\pi ,

अर्थात् वही लंबाई जो अचर चाल पर मिलती — जैसा प्रमेय 18.7 वादा करती है, प्राचल परिवर्तन tt2t \mapsto t^2 के द्वारा। स्पर्श रेखा, प्रतिज्ञप्ति 18.17 से परिकलित वक्रता, और हर दूसरी ज्यामितीय राशि भी मेल खाती है; केवल t=0t = 0 एक नज़र का हक़दार है, जहाँ γ(0)=0\gamma'(0) = 0 इस प्राचलन को अनियमित बना देता है यद्यपि पथ पूरा-पूरा वृत्त है। ज्यामितीय कथन बुरे प्राचलनों को बुरी तरह सहते हैं: पहले पुनःप्राचलन कीजिए, निष्कर्ष बाद में निकालिए।

उदाहरण 18.5

चाप γ(t)=(t2,t3)\gamma(t) = (t^2, t^3) C\mathcal{C}^\infty है पर नियमित नहीं: γ(0)=(0,0)\gamma'(0) = (0, 0)। उसका पथ, अर्धघनीय परवलय y2=x3y^2 = x^3, मूल बिंदु पर एक उभयाग्र रखता है: प्राचलन की चिकनाई वहाँ ज्यामितीय विचित्रता नहीं रोकती जहाँ वेग लुप्त हो जाता है। इसीलिए नियमितता की परिकल्पना γ0\gamma' \neq 0 केवल सजावट नहीं है।

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