KO'PXILLIK VA STOKS FORMULASI

Yuklangan vaqt

2024-04-05

Yuklab olishlar soni

1

Sahifalar soni

6

Faytl hajmi

383,2 KB


 
 
KO'PXILLIK VA STOKS FORMULASI 
 
 
M-Xausdorf fazosi sanoqli bazadagi 
ochiq to’plam .U
  M
 ochiq 
to’plam va uni 
n Yevklid 
fazosidagi biror ochiq B  sharga 
akslantiruvchi 

 -akslantirish 
berilgan bo’lsin.(U ,
)


- M dagi 
gomeomorfizm karta deyiladi. 
:U
B





 




,
A
A
U





 -atlas deyiladi,ya’ni 
kartalari birlashmasi.
n
G 


A
U
U


-ochiq to’plamlar 
birlashmasi –qoplama.U -atrof koordinataviy atrof deyiladi.


 
1 ,.....,
,
n
x
x
x
p
p
U









-lokal koordinata . 


1 :
U
B







 




                                                        (1) 
U
U
U





  gomeomorfizm  
Bu gomeomorfizm A atlasning qo’shnichilik munosabatlari deyiladi .Bu akslantirish 
n dagi 
ochiq to’plam shunung uchun uning silliqligi haqida gapiramiz .Agar M-Xausdorf  
topologik fazosi 
p
  M
nuqta uchun shu nuqtani o’z ichiga olgan U -ochiq 
to’plam va 
:
,
n
U
B B







 gomeomorfizm mavjud bo’lsa , u holda M fazo 


U ,

kartalar bilan birgalikda topologik ko’pxillik deyiladi. U - M dagi ochiq 
to’plam .
,
:
(
)
p
U
U
U
B










-gomeomorfizm va B
  M
dagi ochiq to’plam 
f :
X
Y
 akslantirish teskarilanuvchi (biyektiv) hamda 
(X;Y)
f
C
 va 
1
(Y,X)
f
 C
 
bo’lsa ,u holda gomeomorf akslantirish (gomeomorfizm) X va Y larga esa 
gomeomorf to’plamlar deyiladi . 
Agar X topologik fazoning ixtiyoriy x va y  nuqtalari o’zlarining biror 
( ) vaU(y)
U x
atroflari bilan ajralsa ,ya’ni  
( )
( )
U x
U y
   bo’lsa ,u holda X fazo  Xausdorf  
fazosi deyiladi.Masalan, 
n  umuman ixtiyoriy metrik fazo  ,xausfdorf fazosidir. 
KO'PXILLIK VA STOKS FORMULASI M-Xausdorf fazosi sanoqli bazadagi ochiq to’plam .U   M ochiq to’plam va uni n Yevklid fazosidagi biror ochiq B sharga akslantiruvchi   -akslantirish berilgan bo’lsin.(U , )   - M dagi gomeomorfizm karta deyiladi. :U B          , A A U      -atlas deyiladi,ya’ni kartalari birlashmasi. n G    A U U   -ochiq to’plamlar birlashmasi –qoplama.U -atrof koordinataviy atrof deyiladi.     1 ,....., , n x x x p p U          -lokal koordinata .   1 : U B              (1) U U U        gomeomorfizm Bu gomeomorfizm A atlasning qo’shnichilik munosabatlari deyiladi .Bu akslantirish n dagi ochiq to’plam shunung uchun uning silliqligi haqida gapiramiz .Agar M-Xausdorf topologik fazosi p   M nuqta uchun shu nuqtani o’z ichiga olgan U -ochiq to’plam va : , n U B B        gomeomorfizm mavjud bo’lsa , u holda M fazo   U ,  kartalar bilan birgalikda topologik ko’pxillik deyiladi. U - M dagi ochiq to’plam . , : ( ) p U U U B           -gomeomorfizm va B   M dagi ochiq to’plam f : X Y akslantirish teskarilanuvchi (biyektiv) hamda (X;Y) f C va 1 (Y,X) f  C bo’lsa ,u holda gomeomorf akslantirish (gomeomorfizm) X va Y larga esa gomeomorf to’plamlar deyiladi . Agar X topologik fazoning ixtiyoriy x va y nuqtalari o’zlarining biror ( ) vaU(y) U x atroflari bilan ajralsa ,ya’ni ( ) ( ) U x U y   bo’lsa ,u holda X fazo Xausdorf fazosi deyiladi.Masalan, n umuman ixtiyoriy metrik fazo ,xausfdorf fazosidir. M-X topologik fazosining har bir p
 M
 nuqtasi uchun  shu nuqtani o’z ichiga 
olgan U -ochiq to’plam va :
x U
G
   
n
G 
 gomeomorfizm  mavjud bo’lsa ,u 
holda  M –fazo shu 
, 
U x  kartalar  bilan birgalikda topologik ko’pxillik deyiladi. 
U
M
-ochiq to’plam ,
, :
(U)
p
U x U
x


 gomeomorfizmlar  va (U)
n
x

 ochiq 
to’plam . 



,
U x kartalar oilasi M ning atlasi 




,
A
 U x
-atlas n
M
 ko’pxillikning 
o’lchami deyiladi.dimM
n
  shaklida yoziladi Agar 

 -akslantirish A -atlasning 
akslantirilishi 
k
C  sinfga tegishli bo’lsa 
k
A
C
- A- k-silliq atlas deyiladi.
1
k  da 
barcha 

 -diffeomorfizm bo’ladi.va
'
det
0.det ||
|| 0










 
Ikkita 




,
A
A
U
va






   




1
1
1
,
B
A
U





-k-tartibli silliq atlaslar ,ularga mos 
qoplamalar  

A
U
  va 

B
U 
  M fazoda ekvivalent deyiladi,agar ularning  
birlashmasi 

 



1
,
,
,
,
A
B
A
A
U
U












 atlas ham k- tartibli silliq atlas bo’lsa. 
k-tartibli silliq atlaslar ekvivalentlik sinfi ta’rifi bilan birgalikda M-fazo k-tartibli 
silliq ko’pxillik deyiladi.k=0 da ko’pxillik topologik ko’pxillik deyiladi. 
k-tartibli M-ko’pxillik  va f-funksiya 
l
C  sinfga tegishli bo’lsa l
k
   
f :
M 
 
,ixtiyoriy lokal  koordinatasi  
(p)
x

   
1
l
f
C

 
   
(
)
n
 U



 
Kompleks ko’pxillik ham xuddi shu sxema bo’yicha bo’ladi.Faraz qilamiz ,M-
fazodagi U qoplamalar sohasini 

 -2n o’lchovli sharga akslantiruvchi 
gomeomorfizm . 
:
n
U
C




   
( )
z
p

 
 lokal  koordinata 




,
A
A
U





-kompleks atlas 
deyiladi,agar barcha 
1( ,
A)




 
  


 akslantirish bigolomorf bo’lsa  va ℂ𝑛dagi 
ochiq to’plamga mos kelsa.Agar ular birlashmasi ham kompleks atlas bo’lsa .M 
fazo ekvivalent munosabatlari bilan birgalikda kompleks ko’pxillik  deyiladi .
dimc
n
M

 soni kompleks ko’pxillikning o’lchami deyiladi.Endi kompleks 
ko’pxillikka misollar keltiramiz. 
1)n-o’lchovli ko’pxillikka trivial misol ℂ𝑛fazoda  va undagi sohalar . ℂ𝑛uchun 
atlas sifatida 1 ta xaritali atlasni olishimiz mumkin.
n
D
 C
 sohani ixtiyoriy 




|
|
,
B
z
a
a
D
a
D







(bu yerda 

,a
D


 yevklid a nuqta va D

 orasidagi 
masofa )sharlar oilasi bilan qoplash mumkin. 
2)
n
C  fazo ham n o’lchovli kompleks ko’pxillikdir .Buni  ko’rsatish uchun C
sferani z o’zgaruvchi bo’yicha 2 ta 
( )
U0
  C
 va 
 
1( )
\ 0
U
  C
atrof qoplama bilan 
qoplaymiz. 
n
C  ni 2n  ta atrof bilan qoplaymiz .
1
(1)
( )
...
n
n
j
j
j
U
U
U



 bu yerda 
1
(j ,... j )
n
j 
 
ixtiyoriy to’plam  0 yoki 1 ga teng .Har bir 
j
U  uchun   
1
(z ,...z )
j
j
j
n
z 
 bu yerda 
M-X topologik fazosining har bir p  M nuqtasi uchun shu nuqtani o’z ichiga olgan U -ochiq to’plam va : x U G n G  gomeomorfizm mavjud bo’lsa ,u holda M –fazo shu  ,  U x kartalar bilan birgalikda topologik ko’pxillik deyiladi. U M -ochiq to’plam , , : (U) p U x U x   gomeomorfizmlar va (U) n x  ochiq to’plam .     , U x kartalar oilasi M ning atlasi     , A  U x -atlas n M ko’pxillikning o’lchami deyiladi.dimM n  shaklida yoziladi Agar   -akslantirish A -atlasning akslantirilishi k C sinfga tegishli bo’lsa k A C - A- k-silliq atlas deyiladi. 1 k  da barcha   -diffeomorfizm bo’ladi.va ' det 0.det || || 0           Ikkita     , A A U va           1 1 1 , B A U      -k-tartibli silliq atlaslar ,ularga mos qoplamalar   A U  va   B U   M fazoda ekvivalent deyiladi,agar ularning birlashmasi       1 , , , , A B A A U U             atlas ham k- tartibli silliq atlas bo’lsa. k-tartibli silliq atlaslar ekvivalentlik sinfi ta’rifi bilan birgalikda M-fazo k-tartibli silliq ko’pxillik deyiladi.k=0 da ko’pxillik topologik ko’pxillik deyiladi. k-tartibli M-ko’pxillik va f-funksiya l C sinfga tegishli bo’lsa l k  f : M  ,ixtiyoriy lokal koordinatasi (p) x  1 l f C    ( ) n  U    Kompleks ko’pxillik ham xuddi shu sxema bo’yicha bo’ladi.Faraz qilamiz ,M- fazodagi U qoplamalar sohasini   -2n o’lchovli sharga akslantiruvchi gomeomorfizm . : n U C     ( ) z p    lokal koordinata     , A A U      -kompleks atlas deyiladi,agar barcha 1( , A)            akslantirish bigolomorf bo’lsa va ℂ𝑛dagi ochiq to’plamga mos kelsa.Agar ular birlashmasi ham kompleks atlas bo’lsa .M fazo ekvivalent munosabatlari bilan birgalikda kompleks ko’pxillik deyiladi . dimc n M  soni kompleks ko’pxillikning o’lchami deyiladi.Endi kompleks ko’pxillikka misollar keltiramiz. 1)n-o’lchovli ko’pxillikka trivial misol ℂ𝑛fazoda va undagi sohalar . ℂ𝑛uchun atlas sifatida 1 ta xaritali atlasni olishimiz mumkin. n D  C sohani ixtiyoriy     | | , B z a a D a D        (bu yerda   ,a D   yevklid a nuqta va D  orasidagi masofa )sharlar oilasi bilan qoplash mumkin. 2) n C fazo ham n o’lchovli kompleks ko’pxillikdir .Buni ko’rsatish uchun C sferani z o’zgaruvchi bo’yicha 2 ta ( ) U0   C va   1( ) \ 0 U   C atrof qoplama bilan qoplaymiz. n C ni 2n ta atrof bilan qoplaymiz . 1 (1) ( ) ... n n j j j U U U    bu yerda 1 (j ,... j ) n j  ixtiyoriy to’plam 0 yoki 1 ga teng .Har bir j U uchun 1 (z ,...z ) j j j n z  bu yerda 0,
j
j
z
z






 agar 
1
1,
j
j
z
z






  local koordinatalarga ega. 

2
1
(
,
)
n
j
j
j
U
z
  atlas 
kompleks atlasdir. 
Stoks formulasi. 
n-o’lchovli M ko’rib chiqamiz .U qaralayotgan sohada silliq . r
n
 darajali  M dagi 
differensial formani qaraymiz. 
1)
0
1
(x ,x ,...,x )
n
x 
 lokal koordinatalar U
 M
  da aniqlangan va bu yerda quyidagi 
shaklda kvadratik forma  kiritamiz 
                             
'
I
I
I
  f dx
                                                          (1) 
Bu yerda 
1
(i ,...,i )
r
I 
multiindeks 
Sf -funksiya U  da aniqlangan va 
1
2
...
n
I
i
i
i
dx
dx
dx
dx




  
2) x
 y
 koordinatalar bilan almashtirganda  
j
j
J
 g dy
     
I
J
I
J
x
g
f
y




                             (2) 
Bu yerda 




1
1
,...,x
,...,
r
r
i
i
I
j
j
j
x
x
y
y
y





 funksional aniqlanishi. 
M ko’pxillikda  r darajali forma  ℱ𝑟(𝑀)belgilanadi. 
Kompleks ko’pxillikda daraja tushunchasi ixtiyoriy belgilshimiz mumkin .lokal 
formani quyidagicha ifodalashimiz mumkin. 
'
,
,
I J
I
J
I J
f
dz
d z
 


                                  (3) 
Bu yerda  
1
1
(i ,...,i ),J
(j ,..., j )
r
r
I 

 tartiblangan multiindeks. 
1
2
...
n
I
i
i
i
dz
dz
dz
dz




    
1
2
...
s
J
J
j
j
dz
dz
dz
dz




 
I
I
J
J
x
dx
y dy



  
va
f ,I J
-lokal aniqlangan silliq kompleks funksiya z
 w
 almashganda  kompleks 
ko’pxillik golomorf akslantirish bo’ladi.,bunday almashtirish  
0, j j z z       agar 1 1, j j z z       local koordinatalarga ega.   2 1 ( , ) n j j j U z  atlas kompleks atlasdir. Stoks formulasi. n-o’lchovli M ko’rib chiqamiz .U qaralayotgan sohada silliq . r n  darajali M dagi differensial formani qaraymiz. 1) 0 1 (x ,x ,...,x ) n x  lokal koordinatalar U  M da aniqlangan va bu yerda quyidagi shaklda kvadratik forma kiritamiz ' I I I   f dx (1) Bu yerda 1 (i ,...,i ) r I  multiindeks Sf -funksiya U da aniqlangan va 1 2 ... n I i i i dx dx dx dx     2) x  y koordinatalar bilan almashtirganda j j J  g dy I J I J x g f y     (2) Bu yerda     1 1 ,...,x ,..., r r i i I j j j x x y y y      funksional aniqlanishi. M ko’pxillikda r darajali forma ℱ𝑟(𝑀)belgilanadi. Kompleks ko’pxillikda daraja tushunchasi ixtiyoriy belgilshimiz mumkin .lokal formani quyidagicha ifodalashimiz mumkin. ' , , I J I J I J f dz d z     (3) Bu yerda 1 1 (i ,...,i ),J (j ,..., j ) r r I   tartiblangan multiindeks. 1 2 ... n I i i i dz dz dz dz     1 2 ... s J J j j dz dz dz dz     I I J J x dx y dy    va f ,I J -lokal aniqlangan silliq kompleks funksiya z  w almashganda kompleks ko’pxillik golomorf akslantirish bo’ladi.,bunday almashtirish I
I
K
K
k
z
dz
w dw



         
J
J
L
L
L
z
d z
dw
w



 
Va keying koordinatada  
'
K,L
K,L
K
L
g
dw
dw
 


 bu yerda   
,L
,
J
I
K
I J
L
K
L
z
z
g
f
w
w






          (4) 
(3) formadagi sonlar 
j
dz  va 
k
d z  differensial sonlar local koordinatalarni tanlashda 
bog’liq emas. -forma 2-darajali r,s-forma yoki (r,s) forma deymiz ,local ifoda r 
ning differensiali 
j
dz  va  s ning differensiali 
k
d z .Umumiy (r,s) silliq koeffitsentli 
forma M-ko’pllikda ℱ𝑟,𝑠(𝑀) bilan belgilanadi. ℱ𝑟+𝑠(𝑀) umumiy shu ko’rinishda 
ham yozish mumkin . 
'
I
I
I
 f dz
 2-darajali (r,0) forma golomorf ,ularning koeffitsenti 
If  golomorf 
deyiladi. 
Differensial forma operatori (differensiali) –silliq  bo’ladi. 
1
:
r
r
d F
 F 
 -ko’pxillik local ravishda shu ko’rinishda ham aniqlanadi . 
'
I
I
I
  f dx
 forma bilan qiyoslasak  
'
I
I
I
d
df
dx
 


 bu yerda 
1
n
I
I
f
df
dx
x







              (5) 
Quyidagi xossalarg ega. 
a) 

1
2
1
2(
)
d
d
d
chiziqlilik







 
b) 



1
deg
1
2
1
2
1
2
1
d
d
d










 

 
v)


2
0
d
d d



  
deg
 
 forma darajasi 
Funksiya hosilasidan sirt bo’yicha olingan integral bilan bog’laydi ,funksiyaning 
o’zidan sirtning chegarasi bo’yicha olingan integralga teng 
Teorema.(Stoks formulasi).yo’naltirilgan m o’lchovli M ko’pxillik p-o’lchovli 
zanjir berilgan bo’lsin.va unga p-1 o’lchovli differensial shakl berilgan bo’lsin 
agar 
1
, ,
,
M
C

 

ga bo’lsa 
I I K K k z dz w dw    J J L L L z d z dw w    Va keying koordinatada ' K,L K,L K L g dw dw     bu yerda ,L , J I K I J L K L z z g f w w       (4) (3) formadagi sonlar j dz va k d z differensial sonlar local koordinatalarni tanlashda bog’liq emas. -forma 2-darajali r,s-forma yoki (r,s) forma deymiz ,local ifoda r ning differensiali j dz va s ning differensiali k d z .Umumiy (r,s) silliq koeffitsentli forma M-ko’pllikda ℱ𝑟,𝑠(𝑀) bilan belgilanadi. ℱ𝑟+𝑠(𝑀) umumiy shu ko’rinishda ham yozish mumkin . ' I I I  f dz 2-darajali (r,0) forma golomorf ,ularning koeffitsenti If golomorf deyiladi. Differensial forma operatori (differensiali) –silliq bo’ladi. 1 : r r d F  F  -ko’pxillik local ravishda shu ko’rinishda ham aniqlanadi . ' I I I   f dx forma bilan qiyoslasak ' I I I d df dx     bu yerda 1 n I I f df dx x        (5) Quyidagi xossalarg ega. a)   1 2 1 2( ) d d d chiziqlilik        b)     1 deg 1 2 1 2 1 2 1 d d d              v)   2 0 d d d     deg   forma darajasi Funksiya hosilasidan sirt bo’yicha olingan integral bilan bog’laydi ,funksiyaning o’zidan sirtning chegarasi bo’yicha olingan integralga teng Teorema.(Stoks formulasi).yo’naltirilgan m o’lchovli M ko’pxillik p-o’lchovli zanjir berilgan bo’lsin.va unga p-1 o’lchovli differensial shakl berilgan bo’lsin agar 1 , , , M C     ga bo’lsa d




 


 
Misollar.m-M ning o’lchovi p-  ning o’lchovi  
1. 
1,
,
p
m



-bir o’lchovli zanjir ,bir o’lchovli chiziq bo’lib uning chegarasi

 -2 ta nuqtadan iborat bo’lib boshi (a) manfiy yo’naltirilgan oxiri (b) musbat 
yo’nalgan.   forma 0-darajali funksiyadir .Stoks formulasi Nyuton –Leybnis 
formulasiga tushadi. 
 
 
df
f
f b
f a

 




 
 
2. 
2,
p
m



 zanjir tekislikdagi soha D 1-tartibli shakl 
1
1
2
2
f dt |
f dt
 

 ,uning 
differensiali 
2
1
1
2
1
2
f
f
d
dt
dt
t
t














 Stoks formulasi Grin-Riman formulasiga 
keladi. 
2
1
1
2
1
1
2
2
1
2
D
D
f
f
dt dt
f dt
f dt
t
t




 










 
3. 
2,
3,
p
m



zanjir 𝑅3 fazodagi S sirtni ifodalasin.(1) formula  klassik 
Stoks formulasiga keladi 
3
3
2
1
1
2
1
2
1
3
2
3
1
1
2
2
3
3
1
2
1
3
3
2
D
D
f
f
f
f
f
f
dt
dt
dt
dt
dt
dt
f dt
f dt
f dt
t
t
t
t
t
t












































 
4. 
3,
3,
p
m



𝑅3 fazodagi D sohani ifodalasin.(1) formula  Ostragradskiy  
formulasiga keladi 
      
23
13
12
1
2
3
23
2
3
13
1
3
12
1
2
1
2
3
D
D
f
f
f
dt
dt
dt
f dt
dt
f dt
dt
f dt
dt
t
t
t

























 
Stoks formulasidan kelib chiqadigan natijalar 
1.Yopiq formaning  
'
(
0)
 d




 
 chegaradagi integrali nolga teng  
 
'
'
0
d






 





 
2.
'
d

 
 formaning 
(
0)



sirtdagi integrali o ga teng . 
'
'
0
d













 
d         Misollar.m-M ning o’lchovi p- ning o’lchovi 1. 1, , p m    -bir o’lchovli zanjir ,bir o’lchovli chiziq bo’lib uning chegarasi   -2 ta nuqtadan iborat bo’lib boshi (a) manfiy yo’naltirilgan oxiri (b) musbat yo’nalgan.  forma 0-darajali funksiyadir .Stoks formulasi Nyuton –Leybnis formulasiga tushadi.     df f f b f a        2. 2, p m    zanjir tekislikdagi soha D 1-tartibli shakl 1 1 2 2 f dt | f dt    ,uning differensiali 2 1 1 2 1 2 f f d dt dt t t               Stoks formulasi Grin-Riman formulasiga keladi. 2 1 1 2 1 1 2 2 1 2 D D f f dt dt f dt f dt t t                 3. 2, 3, p m    zanjir 𝑅3 fazodagi S sirtni ifodalasin.(1) formula klassik Stoks formulasiga keladi 3 3 2 1 1 2 1 2 1 3 2 3 1 1 2 2 3 3 1 2 1 3 3 2 D D f f f f f f dt dt dt dt dt dt f dt f dt f dt t t t t t t                                             4. 3, 3, p m    𝑅3 fazodagi D sohani ifodalasin.(1) formula Ostragradskiy formulasiga keladi 23 13 12 1 2 3 23 2 3 13 1 3 12 1 2 1 2 3 D D f f f dt dt dt f dt dt f dt dt f dt dt t t t                          Stoks formulasidan kelib chiqadigan natijalar 1.Yopiq formaning ' ( 0)  d       chegaradagi integrali nolga teng ' ' 0 d              2. ' d    formaning ( 0)    sirtdagi integrali o ga teng . ' ' 0 d             