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गणित · शब्दावली

परिसीमा सहित उपबहुविध क्या है?

परिभाषा 21.21 विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 3 · अध्याय 21 — अवकल रूप और स्टोक्स की प्रमेय

परिसीमा सहित kk-उपबहुविध M⊆RnM \subseteq \R^n वह समुच्चय है जो दो प्रकार के नियमित प्राचलनों से आच्छादित हो: आंतरिक चार्ट γ ⁣:V→M∩W\gamma\colon V \to M \cap W जिनमें V⊆RkV \subseteq \R^k विवृत है, और परिसीमा चार्ट γ ⁣:V∩Hk→M∩W\gamma\colon V \cap H^k \to M \cap W, जहाँ Hk={u∈Rk:uk≥0}H^k = \{u \in \R^k : u_k \geq 0\} और γ\gamma विवृत VV तक चिकनाई और नियमितता के साथ बढ़ जाता है। परिसीमा ∂M\partial M उन बिंदुओं का समुच्चय है जो uk=0u_k = 0 पर पहुँचे जाते हैं; वह परिसीमा रहित (k−1)(k-1)-उपबहुविध है, जो प्रतिचित्रणों u′↦γ(u′,0)u' \mapsto \gamma(u', 0) से प्राचलित होती है। MM का कोई अभिविन्यास बहिर्मुखी-अभिलंब-पहले नियम से ∂M\partial M पर एक अभिविन्यास प्रेरित करता है: p∈∂Mp \in \partial M पर Tp∂MT_p\partial M का कोई आधार (w1,…,wk−1)(w_1, \dots, w_{k-1}) धनात्मक है तभी और केवल तभी जब (ν,w1,…,wk−1)(\nu, w_1, \dots, w_{k-1}) TpMT_pM का धनात्मक आधार हो, जहाँ ν∈TpM∖Tp∂M\nu \in T_pM \setminus T_p\partial M MM से बाहर की ओर संकेत करता है (किसी परिसीमा चार्ट में: ν=−∂kγ\nu = -\partial_k\gamma, स्पर्शी घटक जोड़ने तक — अभिविन्यास वर्ग उन्हें नहीं देखता)।

बहिर्मुखी-अभिलंब-पहले नियम: प्रत्येक परिसीमा बिंदु पर बहिर्मुखी सदिश  को पहले रखिए; जो आधार उसे M की धनात्मक चौखट तक पूरा करते हैं वही M को अभिविन्यस्त करते हैं। मानक अभिविन्यास वाले किसी समतलीय प्रांत के लिए यह ग्रीन–रीमान का वामावर्त नियम ही है।
बहिर्मुखी-अभिलंब-पहले नियम: प्रत्येक परिसीमा बिंदु पर बहिर्मुखी सदिश ν\nu को पहले रखिए; जो आधार उसे MM की धनात्मक चौखट तक पूरा करते हैं वही ∂M\partial M को अभिविन्यस्त करते हैं। मानक अभिविन्यास वाले किसी समतलीय प्रांत के लिए यह ग्रीन–रीमान का वामावर्त नियम ही है।

उदाहरण

उदाहरण 21.24 (शास्त्रीय प्रमेय)

मान लीजिए D⊆R2D \subseteq \R^2 चिकनी परिसीमा वाला कोई संहत प्रांत है, जो मानक रूप से अभिविन्यस्त है। ω=P  ⁣dx+Q  ⁣dy\omega = P\,\dd x + Q\,\dd y के लिए:  ⁣dω=(∂xQ−∂yP) ⁣dx∧ ⁣dy\dd\omega = \bigl(\partial_xQ - \partial_yP\bigr)\dd x\wedge\dd y, और स्टोक्स इस रूप में पढ़ी जाती है

∫D(∂Q∂x−∂P∂y) ⁣dx  ⁣dy=∮∂DP  ⁣dx+Q  ⁣dy:\int_D\Bigl(\frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y}\Bigr)\dd x\,\dd y = \oint_{\partial D}P\,\dd x + Q\,\dd y :

अर्थात् ग्रीन–रीमान, जो दूसरे वर्ष के खंड में प्रारंभिक प्रांतों के लिए सिद्ध हुई थी और अब स्वाभाविक व्यापकता में है। R3\R^3 में किसी संहत प्रांत पर किसी सदिश क्षेत्र के अभिवाह 22-रूप पर लगाई गई स्टोक्स अपसरण प्रमेय ∫Ωdiv⁡F=∫∂Ω⟨F,ν⟩  ⁣dS\int_\Omega\operatorname{div}F = \int_{\partial\Omega}\langle F, \nu\rangle\,\dd S देती है, और परिसीमा सहित किसी पृष्ठ पर किसी 11-रूप पर लगाई गई शास्त्रीय केल्विन–स्टोक्स कर्ल प्रमेय; अभ्यास 21.7 दोनों शब्दकोश विस्तार से लिखता है।

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