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गणित · शब्दावली

अनुरूप प्रतिचित्रण क्या है?

परिभाषा 18.1 विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 3 · अध्याय 18 — अनुरूप प्रतिचित्रण और रीमान प्रतिचित्रण प्रमेय

विवृत समुच्चयों के बीच अनुरूप प्रतिचित्रण कोई समविश्लेषिक एकैकी आच्छादक प्रतिचित्रण है; उसका प्रतिलोम स्वतः समविश्लेषिक होता है (उपप्रमेय 17.10)। दो प्रांत अनुरूप तुल्य कहलाते हैं यदि ऐसा प्रतिचित्रण विद्यमान हो; Aut(Ω)\operatorname{Aut}(\Omega) अनुरूप स्व-प्रतिचित्रणों का समूह निरूपित करता है। जहाँ f0f' \neq 0 — और एकैकी ff के लिए सर्वत्र (उपप्रमेय 17.10 की उपपत्ति) — वहाँ अवकलज f(z)0f'(z) \neq 0 से गुणन है: अर्थात् एक समरूपता, अतः अनुरूप प्रतिचित्रण वक्रों के बीच के कोण सुरक्षित रखते हैं, अभिविन्यास सहित।

उदाहरण

उदाहरण 18.2 (मोबियस रूपांतरण)

(abcd)GL2(C)\bigl(\begin{smallmatrix}a & b\\ c & d\end{smallmatrix}\bigr) \in GL_2(\C) के लिए मोबियस रूपांतरण zaz+bcz+dz \mapsto \frac{az + b}{cz + d} C{d/c}\C\setminus\{-d/c\} से C{a/c}\C\setminus\{a/c\} पर अनुरूप है (प्रतिलोम भी उसी प्रकार का, प्रतिलोम आव्यूह से; और संयोजन आव्यूह गुणनफल के अनुरूप है)। केली प्रतिचित्रण

φ(z)=ziz+i\varphi(z) = \frac{z - \iu}{z + \iu}

H\mathbb H को D\mathbb D पर अनुरूप रूप से भेजता है: वस्तुतः zi<z+i\abs{z - \iu} < \abs{z + \iu} ठीक तब जब zz i-\iu की अपेक्षा i\iu के अधिक निकट हो, अर्थात् Imz>0\operatorname{Im}z > 0; और प्रतिलोम wi1+w1ww \mapsto \iu\frac{1 + w}{1 - w} है। मोबियस प्रतिचित्रण वृत्तों-और-रेखाओं के कुल को अपने आप पर भेजते हैं (अभ्यास 18.1)।

उदाहरण 18.3 (ज़ूकोव्स्की प्रतिचित्रण)

मोबियस से आगे, शास्त्रीय अनुप्रयुक्त गणित का सबसे उपयोगी अनुरूप प्रतिचित्रण है

J(z)=12(z+1z).J(z) = \frac12\Bigl(z + \frac1z\Bigr) .

इकाई चक्र के बाह्य भाग Ω={z>1}\Omega = \{\abs z > 1\} पर JJ एकैकी है: J(z)=J(w)J(z) = J(w) से (zw)(11zw)=0(z - w)(1 - \frac1{zw}) = 0 और zw>1\abs{zw} > 1 मिलते हैं। उसका अवकलज J(z)=12(1z2)J'(z) = \frac12(1 - z^{-2}) केवल z=±1z = \pm1 पर, यानी परिसीमा पर, लुप्त होता है: अतः JJ Ω\Omega से उसके प्रतिबिंब पर अनुरूप तुल्यता है, और वह प्रतिबिंब C[1,1]\C\setminus\intcc{-1}1 है — इकाई वृत्त स्वयं दो-से-एक ढंग से रेखाखंड पर मुड़ जाता है (J(eiθ)=cosθJ(\eu^{\iu\theta}) = \cos\theta)। इस प्रकार किसी रेखाखंड का बाह्य भाग, जो चिकनी परिसीमा रहित एक कटा समतल है, अनुरूप दृष्टि से किसी चक्र का बाह्य भाग ही है: कोने अनुरूप तुल्यता में बाधा नहीं हैं, केवल परिसीमा की चिकनाई में हैं। ±1\pm1 से होकर जाने वाले पर अकेंद्रित वृत्तों के प्रतिबिंब वायुपंख के आकार के वक्र होते हैं, और JJ को मोबियस प्रतिचित्रणों के साथ जोड़ने से किसी बेलन के चारों ओर का प्रवाह — जो हाथ से परिकलनीय है — किसी पंख के चारों ओर के प्रवाह पर पहुँच जाता है: बीसवीं शताब्दी के पूर्वार्ध में यह उदाहरण ही वायुगतिकी था। यह चेबिशेव का द्वार भी है: JJ zznz \mapsto z^n को चेबिशेव बहुपद TnT_n (समस्या 13.1, भाग V) से संयुग्मित कर देता है, क्योंकि z=eiθz = \eu^{\iu\theta} होने पर J(zn)=cos(nθ)J(z^n) = \cos(n\theta)

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