www.wikidata.uk-ua.nina.az
Simplektichnij prostir vektornij prostir S z zadanoyu na nomu simplektichnoyu formoyu w displaystyle omega tobto bilinijnoyu kososimetrichnoyu nevirodzhenoyu 2 formoyu A same formoyu dlya yakoyi dlya bud yakih a b c S displaystyle mathbf a mathbf b mathbf c in mathbb S i skalyariv l m displaystyle lambda mu vikonuyutsya umovi w a b w b a displaystyle omega mathbf a mathbf b omega mathbf b mathbf a w a l b m c l w a b m w a c displaystyle omega mathbf a lambda mathbf b mu mathbf c lambda omega mathbf a mathbf b mu omega mathbf a mathbf c a S a 0 b S w a b 0 displaystyle forall mathbf a in mathbb S mathbf a neq 0 exists mathbf b in mathbb S omega mathbf a mathbf b neq 0 Dane oznachennya maye zmist dlya vektornih prostoriv nad polyami harakteristika yakih ne ye rivnoyu 2 Nad polyami harakteristika yakih ye rivnoyu 2 v oznachenni yak pravilo vimagayut silnishu i ekvivalentnu dlya poliv inshoyi harakteristiki vimogu sho dlya vsih vektoriv w a a 0 displaystyle omega mathbf a mathbf a 0 Zmist 1 Pov yazani oznachennya 2 Prikladi 3 Kanonichna struktura 4 Budova pidprostoriv 5 Uzgodzheni kompleksni strukturi 6 Div takozh 7 LiteraturaPov yazani oznachennya red Linijne vidobrazhennya L simplektichnogo prostoru nazivayetsya simplektichnim yaksho vono zberigaye simplektichna formu a b L a L b displaystyle left langle mathbf a mathbf b right rangle left langle L mathbf a L mathbf b right rangle nbsp Mnozhina vsih simplektichnih vidobrazhen prostoru S utvoryuye grupu sho nazivayetsya simplektichnoyu grupoyu i poznachayetsya Sp S Matricya simplektichnogo vidobrazhennya nazivayetsya simplektichnoyu matriceyu Pidprostir s simplektichnogo prostoru S nazivayetsya simplektichnim yaksho obmezhennya simplektichnoyi formi na s ye nevirozhdeni Dva vektora a b S displaystyle mathbf a mathbf b in S nbsp nazivayutsya kosoortogonalnimi yaksho a b 0 displaystyle left langle mathbf a mathbf b right rangle 0 nbsp Vidznachimo sho bud yakij vektor e kosoortogonalnim samomu sobi Kosoortogonalnim dopovnennyam pidprostoru s S displaystyle s subset S nbsp nazivayetsya mnozhina vsih vektoriv kosoortogonalnih bud yakomu vektoru z s displaystyle s nbsp Prikladi red Na prostori R 2 n displaystyle mathbb R 2n nbsp iz bazisom poznachenim yak e 1 e n f 1 f n displaystyle mathbf e 1 ldots mathbf e n mathbf f 1 ldots mathbf f n nbsp isnuye standartna simplektichna forma yaka na bazisnih vektorah zadana yakw e i e j 0 i j 1 n displaystyle omega mathbf e i mathbf e j 0 forall i j in 1 ldots n nbsp w f i f j 0 i j 1 n displaystyle omega mathbf f i mathbf f j 0 forall i j in 1 ldots n nbsp w e i f j w f i e j 1 i j 0 i j displaystyle omega mathbf e i mathbf f j omega mathbf f i mathbf e j begin cases 1 amp i j 0 amp i neq j end cases nbsp dd Matricya ciyeyi simplektichnoyi formi vidpovidno maye viglyad W n 0 I n I n 0 displaystyle Omega n begin bmatrix 0 amp I n I n amp 0 end bmatrix nbsp de I n displaystyle I n nbsp odinichna matricya poryadku n Yaksho vektori u comu bazisi zapisati cherez koordinati a a 1 a 2 n T b b 1 b 2 n T displaystyle mathbf a a 1 ldots a 2n T mathbf b b 1 ldots b 2n T nbsp to simplektichna forma cherez koordinati zapisuyetsya yak w a b i 1 n a i b n i a n i b i displaystyle omega mathbf a mathbf b sum i 1 n a i b n i a n i b i nbsp dd abo u vektorno matrichnij formi w a b a T W n b displaystyle omega mathbf a mathbf b mathbf a T cdot Omega n cdot mathbf b nbsp dd Poperednij priklad mozhna uzagalniti dlya dovilnogo prostoru F 2 n displaystyle mathbb F 2n nbsp dlya polya F displaystyle mathbb F nbsp harakteristika yakogo ne ye rivnoyu 2 i kososimetrichnoyi matrici M displaystyle M nbsp tobto M T M displaystyle M T M nbsp Todi dlya bazisu e 1 e 2 n displaystyle mathbf e 1 ldots mathbf e 2n nbsp simplektichnu formu mozhna zadati na bazisnih vektorah yak w e i e j M i j displaystyle omega mathbf e i mathbf e j M ij nbsp Todi u vektorno matrichnij formi cherez koordinati u comu bazisi simplektichnu formu mozhna obchisliti yak w a b a T M b displaystyle omega mathbf a mathbf b mathbf a T cdot M cdot mathbf b nbsp dd U kompleksnomu prostori C n displaystyle mathbb C n nbsp mozhna zadati bilinijnu kososimetrichnu formu za formuloyu u w Im u w displaystyle left langle u w right rangle operatorname Im left u w right nbsp de displaystyle left cdot cdot right nbsp ermitova forma Cya forma zadaye simplektichnu strukturu na prostori C n displaystyle mathbb C n nbsp rozglyanutomu yak dijsnij prostir R 2 n displaystyle mathbb R 2n nbsp Bilsh zagalno yaksho na dijsnomu vektornomu prostori V displaystyle V nbsp zadani kompleksna struktura J displaystyle J nbsp tobto linijnij izomorfizm dlya yakogo J 2 I displaystyle J 2 I nbsp abo J J v v displaystyle J J mathbf v mathbf v nbsp dlya vsih v V displaystyle mathbf v in V nbsp i uzgodzhena ermitova struktura tobto skalyarnij dobutok na prostori V displaystyle V nbsp dlya yakogo dodatkovo g v w g J v J w displaystyle g mathbf v mathbf w g J mathbf v J mathbf w nbsp dlya vsih v w V displaystyle mathbf v mathbf w in V nbsp to forma w v w g v J w displaystyle omega mathbf v mathbf w g mathbf v J mathbf w nbsp ye simplektichnoyu Vona ochevidno ye bilinijnoyu i takozh kososimetrichnoyu oskilki w v w g v J w g J v J J w g J v w g w J v w w v displaystyle omega mathbf v mathbf w g mathbf v J mathbf w g J mathbf v J J mathbf w g J mathbf v mathbf w g mathbf w J mathbf v omega mathbf w mathbf v nbsp dd Takozh vona ye nevirodzhenoyu adzhe dlya kozhnogo nenulovogo v V displaystyle mathbf v in V nbsp dlya skalyarnogo dobutku g znachennya g v v gt 0 displaystyle g mathbf v mathbf v gt 0 nbsp Oskilki J displaystyle J nbsp ye izomorfizmom to w J 1 v displaystyle mathbf w J 1 mathbf v nbsp ye nenulovim vektorom i w v w g v J w g v v 0 displaystyle omega mathbf v w g mathbf v J mathbf w g mathbf v mathbf v neq 0 nbsp Navpaki dlya skinchennovimirnogo dijsnogo prostoru V displaystyle V nbsp iz simplektichnoyu formoyu w displaystyle w nbsp isnuyut kompleksna struktura J displaystyle J nbsp i ermitova struktura g displaystyle g nbsp dlya yakih w v w g v J w displaystyle omega mathbf v mathbf w g mathbf v J mathbf w nbsp Dlya viznachennya cih struktur dostatno rozglyanuti bazis Darbu p 1 p n q 1 q n displaystyle mathbf p 1 dots mathbf p n mathbf q 1 dots mathbf q n nbsp yak u rozdili nizhche i vvesti na bazisnih vektorah J p i q i displaystyle J mathbf p i mathbf q i nbsp i J q i p i displaystyle J mathbf q i mathbf p i nbsp a skalyarnij dobutok na bazisnih vektorah vvesti yak g p i q j 0 g q i q j g p i p j d i j displaystyle g mathbf p i mathbf q j 0 g mathbf q i mathbf q j g mathbf p i mathbf p j delta ij nbsp Dlya bud yakogo prostoru V isnuye kanonichna simplektichna struktura na prostori V V displaystyle V oplus V nbsp de V displaystyle V nbsp prostir spryazhenij do V Dlya dvoh elementiv cogo prostoru u u displaystyle mathbf u mathbf u nbsp i v v displaystyle mathbf v mathbf v nbsp de u v V displaystyle mathbf u mathbf v in V nbsp a u v V displaystyle mathbf u mathbf v in V nbsp simplektichna forma zadayetsya yak w u u v v v u u v displaystyle omega mathbf u mathbf u mathbf v mathbf v v mathbf u u mathbf v nbsp Kanonichna struktura red Simplektichnu strukturu mozhna vvesti na bud yakomu vektornomu prostori rozmirnist yakogo ye parnim chislom Nad polem harakteristika yakogo ne ye rivnoyu 2 na vektornomu prostori rozmirnist yakogo ye neparnim chislom ne isnuye nevirodzhenoyi kososimetrichnoyi bilinijnoyi formi Spravdi vvivshi deyakij bazis e 1 e 2 n 1 displaystyle mathbf e 1 ldots mathbf e 2n 1 nbsp bilinijna forma odnoznachno zadayetsya za dopomogoyu matrici W displaystyle Omega nbsp dlya yakoyi W i j w e i e j displaystyle Omega ij omega mathbf e i mathbf e j nbsp Todi u terminah ciyeyi matrici kososimetrichnist oznachaye sho W T W displaystyle Omega T Omega nbsp a nevirodzhenist sho det W 0 displaystyle det Omega neq 0 nbsp Ale dlya prostoru neparnoyi rozmirnosti viplivaye sho dlya kososimetrichnoyi formi det W det W T det W 1 2 n 1 det W displaystyle det Omega det Omega T det Omega 1 2n 1 det Omega nbsp Tobto dlya prostoru neparnoyi rozmirnosti dlya matrici kososimetrichnoyi bilinijnoyi formi det W 0 displaystyle det Omega 0 nbsp otzhe forma ye virodzhenoyu Vsi simplektichni prostori odnakovoyi rozmirnosti ye izomorfnimi tobto isnuye linijnij izomorfizm yakij iz svoyim obernenim ye simplektichnimi vidobrazhennyami Rozglyanemo deyakij vektor q 1 S dim S 2 n displaystyle mathbf q 1 in mathbb S dim mathbb S 2n nbsp Oskilki w displaystyle omega nbsp ye nevirodzhenoyu formoyu to isnuye takij vektor p 1 S displaystyle mathbf p 1 in mathbb S nbsp sho p 1 q 1 1 displaystyle left langle mathbf p 1 mathbf q 1 right rangle 1 nbsp Rozglyanemo kosoortogonalne dopovnennya do linijnoyi obolonki V vektoriv p 1 displaystyle mathbf p 1 nbsp i q 1 displaystyle mathbf q 1 nbsp Ce dopovnennya bude 2n 2 vimirnim pidprostorom S sho ne peretinayetsya iz V i obmezhennya w displaystyle omega nbsp na nogo ye nevirodzhenoyu formoyu Otzhe proces mozhna prodovzhiti po indukciyi Dlya prostoru neparnoyi rozmirnosti proces zavershitsya na odnovimirnomu pidprostori na yakomu w displaystyle omega nbsp ye virodzhenoyu formoyu tak sho pripushennya pro isnuvannya simplektichnoyi strukturi bulo hibnim Dlya prostoru parnoyi rozmirnosti mi otrimayemo bazis p 1 p n q 1 q n displaystyle mathbf p 1 dots mathbf p n mathbf q 1 dots mathbf q n nbsp dlya yakogo p i q j d i j q i q j p i p j 0 displaystyle left langle mathbf p i mathbf q j right rangle delta ij left langle mathbf q i mathbf q j right rangle left langle mathbf p i mathbf p j right rangle 0 nbsp de d i j displaystyle delta ij nbsp simvol Kronekera Vin nazivayetsya kanonichnim bazisom abo bazisom Darbu Napriklad u vipadku dijsnih vektornih prostoriv iz bazisom Darbu prostir ye izomorfnij prostoru R 2 n displaystyle mathbb R 2n nbsp iz simplektichnoyu formoyu iz pershogo prikladu U kanonichnomu bazisi matricya simplektichnoyi formi nabude viglyadu W n 0 I n I n 0 displaystyle Omega n begin bmatrix 0 amp I n I n amp 0 end bmatrix nbsp de I n displaystyle I n nbsp odinichna matricya poryadku n W n displaystyle Omega n nbsp ye simplektichnoyu matriceyu Budova pidprostoriv red Rozglyanemo pidprostir W S displaystyle W subset mathbb S nbsp i jogo kosoortogonalne dopovnennya W displaystyle W perp nbsp Iz nevirodzheni w displaystyle omega nbsp viplivaye sho dim W dim W dim S displaystyle dim W dim W perp dim mathbb S nbsp Krim togo W W displaystyle W perp perp W nbsp U zagalnomu vipadku ci pidprostoru peretinayutsya Vidilyayut 4 tipi pidprostoriv Simplektichni W W 0 displaystyle W cap W perp 0 nbsp Ce virno todi i tilki todi koli obmezhennya w displaystyle omega nbsp na W ye nevirozhdenim tozh take oznachennya simplektichnih pidprostoriv zbigayetsya z danim vishe U vidpovidnih koordinatah Darbu W maye viglyad p 1 p k 0 0 q 1 q k 0 0 2 k dim W displaystyle p 1 dots p k 0 dots 0 q 1 dots q k 0 dots 0 2k dim W nbsp Izotropni W W displaystyle W subset W perp nbsp Pidprostir ye izotropnim todi i tilki todi koli w displaystyle omega nbsp totozhno dorivnyuye nulyu na nomu Bud yakim odnovimirnij pidprostir ye izotropnim U vidpovidnih koordinatah Darbu W maye viglyad p 1 p k 0 0 0 0 k dim W displaystyle p 1 dots p k 0 dots 0 0 dots 0 k dim W nbsp Koizotropni W W displaystyle W perp subset W nbsp W ye koizotropnim todi i tilki todi koli w displaystyle omega nbsp yenevirozhdenoyu na faktorprostori W W displaystyle W W perp nbsp Bud yakij pidprostir korozmirnosti 1 ye koizotropnim U vidpovidnih koordinatah Darbu W maye viglyad p 1 p n q 1 q k 0 0 n k dim W 2 n dim S displaystyle p 1 dots p n q 1 dots q k 0 dots 0 n k dim W 2n dim mathbb S nbsp Lagranzhevi W W displaystyle W perp W nbsp W ye lagranzhevim todi i tilki todi koli vono odnochasno ye izotropnim i koizotropnim Bud yakij izotropnij pidprostir mozhna vklasti u lagranzhevij a bud yakij koizotropnij pidprostir mistit lagranzhevij U vidpovidnih koordinatah Darbu W maye viglyad p 1 p n 0 0 n dim W 2 n dim S displaystyle p 1 dots p n 0 dots 0 n dim W 2n dim mathbb S nbsp Mnozhina vsih lagranzhevih pidprostoriv prostoru rozmirnosti 2n utvoryuye mnogovid sho nazivayetsya lagranzhevim grassmanianom L n displaystyle Lambda n nbsp Vin ye difeomorfnim mnogovidu klasiv sumizhnosti unitarnoyi grupi U n displaystyle mathbb U n nbsp po ortogonalnij pidgrupi O n displaystyle mathbb O n nbsp pri comu dim L n n n 1 2 displaystyle dim Lambda n frac n n 1 2 nbsp Uzgodzheni kompleksni strukturi red Nehaj V displaystyle V nbsp ye skinchennovimirnim parnoyi rozmirnosti vektornim prostorom nad polem dijsnih chisel iz simplektichnoyu formoyu w displaystyle omega nbsp Kompleksna struktura J displaystyle J nbsp nazivayetsya uzgodzhenoyu iz simplektichnoyu strukturoyu yaksho dlya vsih v w V displaystyle mathbf v mathbf w in V nbsp vikonuyetsya rivnist w v w w J v J w displaystyle omega mathbf v mathbf w omega J mathbf v J mathbf w nbsp bilinijna forma g J v w w v J w displaystyle g J mathbf v mathbf w omega mathbf v J mathbf w nbsp ye skalyarnim dobutkom Dlya kozhnoyi simplektichnoyi strukturi isnuye neskinchenna kilkist uzgodzhenih kompleksnih struktur Zokrema mozhna rozglyanuti dovilnij skalyarnij dobutok g displaystyle g nbsp i vvesti linijni vidobrazhennya w g V V displaystyle bar omega bar g V to V nbsp zadani yak w v w w v w displaystyle bar omega mathbf v mathbf w omega mathbf v mathbf w nbsp i g v w g v w displaystyle bar g mathbf v mathbf w g mathbf v mathbf w nbsp Oskilki w displaystyle omega nbsp i g displaystyle g nbsp ye nevirodzhenimi bilinijnimi formami to w g displaystyle bar omega bar g nbsp ye linijnimi izomorfizmami i mozhna vvesti linijnij izomorfizm A V V displaystyle A V to V nbsp zadanij yak A g 1 w displaystyle A bar g 1 circ bar omega nbsp Za oznachennyam todi g A v w w v w displaystyle g A mathbf v mathbf w omega mathbf v mathbf w nbsp Vidobrazhennya A ye kososimetrichnim adzhe g v A w g A w v w w v w v w g A v w displaystyle g mathbf v A mathbf w g A mathbf w mathbf v omega mathbf w mathbf v omega mathbf v mathbf w g A mathbf v mathbf w nbsp dlya vsih v w V displaystyle mathbf v mathbf w in V nbsp Tomu v ortonormovanomu bazisi dlya skalyarnogo dobutku g displaystyle g nbsp cej operator zadayetsya kososimetrichnoyu matriceyu yaku tezh mozhna poznachiti A Todi matricya A T A A A displaystyle A T A AA nbsp ye simetrichnoyu i dodatnooznachenoyu oskilki g A T A v v w A v A v gt 0 displaystyle g A T A mathbf v mathbf v omega A mathbf v A mathbf v gt 0 nbsp dlya vsih v 0 displaystyle mathbf v neq 0 nbsp Poznachimo R A T A displaystyle R sqrt A T A nbsp i J R 1 A displaystyle J R 1 A nbsp Todi A R J displaystyle A RJ nbsp ye polyarnim rozkladom matrici i oskilki matricya A yak kososimetrichna matricya ye normalnoyu to takozh R J J R displaystyle RJ JR nbsp i vidpovidno A J R J J J R J J A displaystyle AJ RJJ JRJ JA nbsp Takozh J J R 1 R J J R 1 J A A A 1 A A I displaystyle JJ R 1 RJJ R 1 JA AA 1 AA I nbsp tobto J displaystyle J nbsp viznachaye kompleksnu strukturu i J T J A T R 1 T R 1 A A A A 1 A I displaystyle J T J A T R 1 T R 1 A A AA 1 A I nbsp tobto J displaystyle J nbsp ye ortogonalnoyu matriceyu tobto g v w g J v J w displaystyle g mathbf v mathbf w g J mathbf v J mathbf w nbsp dlya vsih v w V displaystyle mathbf v mathbf w in V nbsp Dlya viznachenoyi kompleksnoyi strukturi vikonuyutsya rivnosti w J v J w g A J v J w g J A v J w g A v w w v w displaystyle omega J mathbf v J mathbf w gAJ mathbf v J mathbf w gJA mathbf v J mathbf w g A mathbf v mathbf w omega mathbf v mathbf w nbsp Takozh yaksho vvesti bilinijnu formu g J v w w v J w g A v J w g J A v w g R v w displaystyle g J mathbf v mathbf w omega mathbf v J mathbf w g A mathbf v J mathbf w g JA mathbf v mathbf w g R mathbf v mathbf w nbsp to z dodatnooznachenosti matrici R displaystyle R nbsp viplivaye sho g J displaystyle g J nbsp ye skalyarnim dobutkom i vidpovidno J displaystyle J nbsp zadaye uzgodzhenu kompleksnu strukturu Div takozh red Simplektichna geometriya Simplektichna grupa Simplektichna matricya Simplektichna forma Simplektichnij bazis Simplektichnij mnogovidLiteratura red Arnold V I Givental A B Simplekticheskaya geometriya 2 oe izd Izhevsk RHD 2000 168 s ISBN 5 7029 0331 5 Arnold V I Matematicheskie metody klassicheskoj mehaniki 5 e izd stereotipnoe M Editorial URSS 2003 416 s 1500 prim ISBN 5 354 00341 5 Fomenko A T Simplekticheskaya geometriya Metody i prilozheniya M Izdatelstvo MGU 1988 414 s Augustin Banyaga Djideme F Houenou A Brief Introduction To Symplectic And Contact Manifolds World Scientific 2016 166 s ISBN 9814696706 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Simplektichnij prostir amp oldid 40529663