mirror of
https://github.com/hearot/notes
synced 2026-10-06 12:14:53 +00:00
gtd(scheda): prodotto di varietà e dimostrazioni
This commit is contained in:
Binary file not shown.
@@ -20,6 +20,8 @@
|
||||
\addcontentsline{toc}{section}{Analisi matematica}
|
||||
|
||||
\begin{itemize}
|
||||
\item $f \times g$ -- date due funzioni $f : A \to C$, $g : B \to D$, la funzione $f \times g : (A \times B) \to (C \times D)$ è
|
||||
definita in modo tale che $(f \times g)(a, b) = (f(a), g(b))$.
|
||||
\item $\restr{f}{A}$ -- restrizione di una funzione $f$ al sottinsieme $A$ del dominio.
|
||||
\item $f_i$ -- nel caso di una funzione $f : \RR^n \to \RR^m$, la proiezione di $f$ sulla $i$-esima coordinata, ovverosia
|
||||
$\pi_i \circ f : \RR^n \to \RR$.
|
||||
|
||||
+66
-1
@@ -88,6 +88,23 @@
|
||||
regolari.
|
||||
\end{remark}
|
||||
|
||||
\subsection{Prodotto di varietà}
|
||||
|
||||
\begin{proposition}[Prodotto di varietà]
|
||||
Siano $M \subseteq \RR^k$ e $N \subseteq \RR^\ell$ varietà di dimensione
|
||||
$m$ e $n$. Allora $M \times N \subseteq \RR^{k+\ell}$ è una varietà
|
||||
di dimensione $m + n$. \smallskip
|
||||
|
||||
Un atlante per $M \times N$ è $\{(f_i \times g_j, (W_i \times Q_j) \cap (M \times N))\}_{i, j}$,
|
||||
dove $\{(f_i, W_i \cap M)\}_i$ è un atlante di $M$
|
||||
e $\{(g_i, Q_j \cap N)\}_j$ è un atlante di $N$.
|
||||
\end{proposition}
|
||||
|
||||
\begin{proof}
|
||||
Segue dal fatto che i prodotti $f_i \times g_j$ sono diffeomorfismi in quanto prodotti
|
||||
di diffeomorfismi.
|
||||
\end{proof}
|
||||
|
||||
\section{Spazio tangente e differenziale su mappe tra varietà}
|
||||
|
||||
\subsection{Differenziale su aperti di \texorpdfstring{$\RR^n$}{ℝⁿ}}
|
||||
@@ -193,6 +210,15 @@
|
||||
dunque iniettiva.
|
||||
\end{proof}
|
||||
|
||||
\begin{proposition}[Spazio tangente in un prodotto di varietà]
|
||||
Siano $M$ e $N$ due varietà di dimensione $m$ e $n$. Allora vale:
|
||||
\[
|
||||
\boxed{T_{(m, n)} (M \times N) \cong \dif \iota^M_{m}(T_m M) \oplus \dif \iota^N_{n}(T_{n} N),}
|
||||
\]
|
||||
dove $\iota^M$ è l'immersione di $M$ in $M \times N$ che fissa $n$ nella seconda componente,
|
||||
e $\iota^N$ è l'immersione di $N$ che fissa $m$ nella prima.
|
||||
\end{proposition}
|
||||
|
||||
\subsection{Differenziale per mappe lisce tra varietà}
|
||||
|
||||
\begin{remark}[Il differenziale per mappe lisce è ben definito]
|
||||
@@ -373,13 +399,52 @@
|
||||
in $\RR^m$.
|
||||
\end{definition}
|
||||
|
||||
\begin{theorem}[di Sard, per le varietà] Sia $f : M \to N$ una
|
||||
\begin{theorem}[di Sard, per le varietà] \label{thm:sard}
|
||||
Sia $f : M \to N$ una
|
||||
mappa liscia tra due varietà. Allora l'insieme dei valori
|
||||
critici $f(\crit(f))$ ha misura nulla in $N$.
|
||||
\end{theorem}
|
||||
|
||||
\begin{proof}
|
||||
Sia $\{(f_i, W_i \cap M)\}_{i \geq 1}$ un atlante numerabile di $M$ e
|
||||
sia $(g, Z \cap N)$ una carta locale di $N$. Poniamo:
|
||||
\[
|
||||
h_i \defeq g \circ \restr{f}{W_i \cap M} \circ f_i.
|
||||
\]
|
||||
A meno di restringere o ignorare $W_i$, possiamo
|
||||
supporre $f(W_i \cap M) \subseteq Z \cap N$.
|
||||
\[\begin{tikzcd}
|
||||
{W_i \cap M} && {Z \cap N} \\
|
||||
\\
|
||||
U && V
|
||||
\arrow["{\restr{f}{W_i \cap M}}", from=1-1, to=1-3]
|
||||
\arrow["{f_i}"', from=1-1, to=3-1]
|
||||
\arrow["g"', from=1-3, to=3-3]
|
||||
\arrow["{h_i = g \circ \restr{f}{W_i \cap M} \circ f_i}"', dashed, from=3-1, to=3-3]
|
||||
\end{tikzcd}\]
|
||||
Osserviamo che:
|
||||
\[
|
||||
\dif (h_i)_u = \dif g_{f(f_i\inv(u))} \circ \dif f_{f_i\inv(u)} \circ \dif (f_i\inv)_u
|
||||
\]
|
||||
Allora, poiché $\dif g_{f(f_i\inv(u))}$ e $\dif (f_i\inv)_u$ sono isomorfismi
|
||||
($f_i$ e $g$ sono diffeomorfismi, vd. Proposizione \ref{prop:diffeomorfismo_iso_diff}),
|
||||
i valori critici di $f$ sono in corrispondenza con quelli degli $h_i$ tramite $g$. \medskip
|
||||
|
||||
Per il Teorema di Sard sugli aperti di $\RR^n$, $g(f(\crit(f) \cap W_i) \cap Z)$ ha allora
|
||||
misura zero. Allora, $g(f(\crit(f)) \cap Z)$, che è un unione numerabile di insiemi di misura
|
||||
nulla, ha misura nulla. Quindi $f(\crit(f))$ ha misura nulla per definizione.
|
||||
\end{proof}
|
||||
|
||||
\begin{corollary}[di Brown] Sia $f : M \to N$ una
|
||||
mappa liscia tra due varietà. Allora l'insieme dei valori
|
||||
regolari di $f$ è denso in $N$.
|
||||
\end{corollary}
|
||||
|
||||
\begin{proof}
|
||||
È sufficiente verificare che in un intorno di un valore critico $y \in N$ ci
|
||||
sia almeno un valore regolare. Se così \underline{non} fosse, tramite una carta
|
||||
locale si troverebbe la chiusura di un rettangolo di soli valori critici, il
|
||||
cui volume è non nullo. Allora $f(\crit(f))$ non avrebbe misura nulla, che
|
||||
è assurdo per il Teorema \ref{thm:sard}.
|
||||
\end{proof}
|
||||
\end{multicols*}
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user