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可平行化流形

指数 可平行化流形

数学中,一个 n 维光滑流形 M 为可平行化流形 是指具有向量场 使得在 M 中任何一点 P 的切向量 组成 P 点切空间的一组基。等价地说,切丛是平凡丛,所以相伴的线性标架主丛有一个 M 的整体截面。 选取 M 上这样特定的一组向量场的基称为 M 的一个平行化或绝对平行化。.

18 关系: 基 (線性代數)主丛微分流形圓周切向量切丛切空间單位元球面纤维丛约翰·米尔诺特殊酉群李群标架丛毛球定理法丛数学拉乌尔·博特

基 (線性代數)

在线性代数中,基(basis)(也称为基底)是描述、刻画向量空间的基本工具。向量空间的基是它的一个特殊的子集,基的元素称为基向量。向量空间中任意一个元素,都可以唯一地表示成基向量的线性组合。如果基中元素个数有限,就称向量空间为有限维向量空间,将元素的个数称作向量空间的维数。 使用基底可以便利地描述向量空间。比如说,考察从一个向量空间\mathrm射出的线性变换f,可以查看这个变换作用在向量空间的一组基\mathfrak上的效果。掌握了f(\mathfrak),就等于掌握了f对\mathrm中任意元素的效果。 不是所有空间都拥有由有限个元素构成的基底。这样的空间称为无限维空间。某些无限维空间上可以定义由无限个元素构成的基。如果承认选择公理,那么可以证明任何向量空间都拥有一组基。一个向量空间的基不止一组,但同一个空间的两组不同的基,它们的元素个数或势(当元素个数是无限的时候)是相等的。一组基里面的任意一部分向量都是线性无关的;反之,如果向量空间拥有一组基,那么在向量空间中取一组线性无关的向量,一定能将它扩充为一组基。在内积向量空间中,可以定义正交的概念。通过特别的方法,可以将任意的一组基变换成正交基乃至标准正交基。.

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主丛

数学上,一个G主丛(principal G-bundle)是一种特殊的纤维丛,其纤维为拓扑群G的作用的扭子(torsor)(也称为主齐性空间)。主G丛是G丛,因为群G也是丛的结构群。 主丛在拓扑学和微分几何中有重要应用。他们在物理学中也有应用,他们组成了规范理论的基础框架的一部分。主丛为纤维丛的理论提供了一个统一的框架,因为所有纤维丛及其结构群G决定了一个唯一的主G丛,从该主丛可以重建原来的那个丛。.

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微分流形

光滑流形(),或称-微分流形()、-可微流形(),是指一个被赋予了光滑结构的拓扑流形。一般的,如果不特指,微分流形或可微流形指的就是类的微分流形。可微流形在物理學中非常重要。特殊種類的可微流形構成了經典力學、廣義相對論和楊-米爾斯理論等物理理論的基礎。可以為可微流形開發微積分。可微流形上的微積分研究被稱為微分幾何。.

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圓周

圓周是指圓或類似形狀的周長。 圓周和數學上重要的數學常數π有關。若定義圓周為C,半徑為r,直徑為d,圓周長和直徑的比值即為π: π的數值是3.14159 26535 89793...

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切向量

切向量是一个沿着曲线或曲面在给定点的方向:.

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切丛

数学上,一个微分流形M的切丛(tangent bundle) T(M)是一个由M各點上切空間組成的向量丛,其總空間是各切空间的不交并集: 總空間T(M)每个元素都是一个二元组(x,v),其中v是在点x的切空间Tx(M)內的一枚向量。 切丛有自然的2n维微分流形结构如下: 設:\pi\colon T(M) \to M\, 為自然的投影映射,将(x,v)映射到基点x; 若M是个n维流形,U是x的一个足夠小的邻域, φ:U→Rn是一个局部坐标卡, V是U在T(M)的前象V(V.

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切空间

切空间(Tangent space)是在某一点所有的切向量组成的线性空间。向量(切向量)存在多种定义。直观的讲,如果所研究的流形(Manifold)是一个三维空间中的曲面,则在每一点的切向量,就是和该曲面相切的向量,切空间就是和该曲面相切的平面。.

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單位元

單位元是集合裏的一種特別的元素,與該集合裏的二元運算有關。當單位元和其他元素結合時,並不會改變那些元素。單位元被使用在群和其他相關概念之中。 設 (S,*)為一帶有一二元運算* 的集合S(稱之為原群),則S內的一元素e被稱為左單位元若對所有在S內的a而言,e * a .

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球面

球面 (sphere)是三维空间中完全圆形的几何物体,它是圆球的表面(类似于在二维空间中,“圆 ”包围着“圆盘”那样)。 就像在二维空间中的圆的定义一样,球面在数学上定义为三维空间中离给定的点距离相同的点的集合 。 这个距离 是球的半径 ,球(ball)则是由离给定点距离小于 的所有点构成的几何体,而这个给定点就是球心。球的半径和球心也是球面的半径和中心。两端都在球面上的最长线段通过球心,其长度是其半径的两倍;它是球面和球体的直径 。 尽管在数学之外,术语“球面”和“球”有时可互换使用,但在数学中是明确区分的:球面是一种嵌在三维欧几里得空间内的二维封闭曲面,而球是一种三维图形,其包括球面和球面内部的一切(闭球),不过更常见的定义是只包括球面内部的所有点,不包括球面上的点(开球)。这种区别并不总是保持不变,尤其是在旧的数学文献里,sphere(球面)被当作固体。这与在平面上混用术语“圆”(circle)和“圆盘”(disk)的情况类似。.

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纤维丛

纖維--束(fiber bundle 或 fibre bundle)又稱纖維--叢,在数学上,特别是在拓扑学中,是一个局部看来像直积空间,但是整体可能有不同的结构。每个纤维丛對應一个连续满射 \pi:E\rightarrow B E 和乘積空間 B × F 的局部類似性可以用映射 \pi 來說明。也就是說:在每個 E 的局部空間 U,都存在一個相同的F(F 稱作纖維空間),使得 \pi 限制在 U 上時 與直积空间 B × F 的投影 P:B\times F\mapsto B,\quad P(b, f).

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约翰·米尔诺

约翰·米尔诺(John Milnor,),美国数学家。他的主要贡献在于微分拓扑、K-理论和动力系统及其著作。他曾获得1962年度菲尔兹奖、1989年度沃尔夫奖及2011年度阿贝尔奖。.

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特殊酉群

在数学中,n 阶特殊酉群(special unitary group),记作 SU(n),是行列式为1 的 n×n -zh-hans:酉矩阵;zh-hant:么正矩阵-组成的群(一般酉矩阵的行列式是绝对值为1的复数)。群运算是矩阵乘法。特殊酉群是由 n×n 酉矩阵组成的酉群 U(n) 的一个子群,酉群又是一般线性群 GL(n, C) 的一个子群。 群 SU(n) 在粒子物理中标准模型中有广泛的应用,特别是 SU(2) 在电弱相互作用与 SU(3) 在量子色动力学中。 最简单的情形 SU(1),是平凡群,只有一个元素。群 SU(2) 同构于範數为 1 的四元数,从而微分同胚于三维球面。因为单位四元数可表示三维空间中的旋转(差一个符号),我们有一个满同态从 SU(2) 到旋转群 SO(3),其核为 \。.

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李群

數學中,李群(Lie group,)是具有群结构的光滑微分流形,其群作用與微分结构相容。李群的名字源於索菲斯·李的姓氏,以其為連續變換群奠定基礎。1893年,法文名詞groupes de Lie首次出現在李的學生Arthur Tresse的論文第三頁中。.

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标架丛

数学中,标架丛(Frame bundle)是一个与任何向量丛 E 相伴的主丛。F(E) 在一点 x 的纤维是 Ex 的所有有序基或曰标架。一般线性群通过基变更自然作用在 F(E) 上,给出标架丛一个主 GLk(R)-丛结构,这里 k 是 E 的秩。 一个光滑流形的标架丛是与其切丛相伴的丛。因此它有经常称为切标架丛(tangent frame bundle)。.

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毛球定理

在代数拓扑中,毛球定理(英語:Hairy ball theorem)证明了偶数维单位球上的连续而又处处不为零的切向量场是不存在的。具体来说,如果f是定义在一个单位球上的连续函数,并且对球上的每一点P,其函数值是一个与球面在该点相切的向量,那么总存在球上的一点,使得f在该点的值为零。直观上(三维空间)可以想象为一个被“抚平”的“毛球”。这个定理最著名的陈述也正是“永远不可能抚平一个毛球”。这个定理首先在1912年被布劳威尔证明。 实际上,根据庞加莱-霍普夫定理,三维空间中的向量场的零点处的指数和为2,即二维球面的欧拉示性数,因此零点必然存在。对于二维环面,其欧拉特征数为0,因此“长满毛的甜甜圈”是有可能被“抚平”的。推广来说,对于任意的正则的偶数维紧流形,若其欧拉示性数不为0,则其上的连续的切向量场必然存在零点。.

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法丛

在数学领域之微分几何中,法丛(normal bundle)是一个特殊的向量丛,得自一个嵌入或浸入,是切丛的补。.

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数学

数学是利用符号语言研究數量、结构、变化以及空间等概念的一門学科,从某种角度看屬於形式科學的一種。數學透過抽象化和邏輯推理的使用,由計數、計算、量度和對物體形狀及運動的觀察而產生。數學家們拓展這些概念,為了公式化新的猜想以及從選定的公理及定義中建立起嚴謹推導出的定理。 基礎數學的知識與運用總是個人與團體生活中不可或缺的一環。對數學基本概念的完善,早在古埃及、美索不達米亞及古印度內的古代數學文本便可觀見,而在古希臘那裡有更為嚴謹的處理。從那時開始,數學的發展便持續不斷地小幅進展,至16世紀的文藝復興時期,因为新的科學發現和數學革新兩者的交互,致使數學的加速发展,直至今日。数学并成为許多國家及地區的教育範疇中的一部分。 今日,數學使用在不同的領域中,包括科學、工程、醫學和經濟學等。數學對這些領域的應用通常被稱為應用數學,有時亦會激起新的數學發現,並導致全新學科的發展,例如物理学的实质性发展中建立的某些理论激发数学家对于某些问题的不同角度的思考。數學家也研究純數學,就是數學本身的实质性內容,而不以任何實際應用為目標。雖然許多研究以純數學開始,但其过程中也發現許多應用之处。.

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拉乌尔·博特

拉乌尔·博特(Raoul Bott,),數學家。他出生於布達佩斯。1938年全家遷到加拿大,他就讀於麥基爾大學。他一生大部分時間在美國工作。1959年至1999年,他在哈佛大學任教授。2000年榮獲沃爾夫獎,2005年當選英國皇家學會海外會員。惜同年於美國加州聖地牙哥因癌症逝世。 他最初研究電路,後來投身純數學。 貢獻:.

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可平行化绝对平行

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