युग्म स्पर्शरेखा बंडल

गणित में, विशेष रूप से अंतर टोपोलॉजी, डबल स्पर्शरेखा बंडल या दूसरा स्पर्शरेखा बंडल (TTM,&pi;TTM,TM) के कुल स्थान को संदर्भित करता है। स्पर्शरेखा बंडल  TM का (TM,&pi;TM,M)  अलग करने योग्य कई गुना एम . इस लेख में, हम प्रक्षेपण मानचित्रों को उनके डोमेन द्वारा निरूपित करते हैं, उदाहरण के लिए, πTTM : टीटीएम → टीएम। इसके बजाय कुछ लेखक इन नक्शों को उनकी श्रेणियों के अनुसार अनुक्रमित करते हैं, इसलिए उनके लिए उस मानचित्र को π लिखा जाएगाTM.

दूसरा स्पर्शरेखा बंडल कनेक्शन (सदिश बंडल) और दूसरे क्रम के साधारण अंतर समीकरणों के अध्ययन में उत्पन्न होता है, यानी, स्प्रे (गणित) | (अर्ध) चिकनी मैनिफोल्ड्स पर स्प्रे संरचनाएं, और इसे जेट बंडल के साथ भ्रमित नहीं होना है।

माध्यमिक सदिश बंडल संरचना और विहित फ्लिप
तब से (TM,&pi;TM,M) अपने आप में सदिश बंडल है, इसके स्पर्शरेखा बंडल में द्वितीयक सदिश बंडल संरचना है (TTM,(&pi;TM)*,TM), कहाँ (&pi;TM)*:TTM&rarr;TM विहित प्रक्षेपण का पुश-फॉरवर्ड है &pi;TM:TM&rarr;M. निम्नलिखित में हम निरूपित करते हैं



\xi = \xi^k\frac{\partial}{\partial x^k}\Big|_x\in T_xM, \qquad X = X^k\frac{\partial}{\partial x^k}\Big|_x\in T_xM $$ और संबंधित समन्वय प्रणाली लागू करें



\xi \mapsto (x^1,\ldots,x^n,\xi^1,\ldots,\xi^n) $$ टीएम पर। फिर X∈T पर द्वितीयक सदिश बंडल संरचना का फाइबरxएम का रूप लेता है



(\pi_{TM})^{-1}_*(X) = \Big\{ \ X^k\frac{\partial}{\partial x^k}\Big|_\xi + Y^k\frac{\partial}{\partial\xi^k}\Big|_\xi \ \Big| \ \xi\in T_xM \, \ Y^1,\ldots,Y^n\in\R \ \Big\}. $$ डबल स्पर्शरेखा बंडल डबल सदिश बंडल है।

विहित फ्लिप सहज इनवोल्यूशन j:TTM→TTM है जो इन सदिश अंतरिक्ष संरचनाओं का आदान-प्रदान करता है इस अर्थ में कि यह सदिश बंडल समरूपता है (TTM,&pi;TTM,TM) और (TTM,(&pi;TM)*,TM). टीएम पर संबद्ध निर्देशांकों में इसे इस रूप में पढ़ा जाता है



j\Big(X^k\frac{\partial}{\partial x^k}\Big|_\xi + Y^k\frac{\partial}{\partial \xi^k}\Big|_\xi\Big) = \xi^k\frac{\partial}{\partial x^k}\Big|_X + Y^k\frac{\partial}{\partial \xi^k}\Big|_X. $$ कैनोनिकल फ्लिप में संपत्ति है कि किसी भी f: 'R' के लिए2 → एम,

\frac {\partial f} {{\partial t} {\partial s}} = j \circ \frac {\partial f} {{\partial s} {\partial t}} $$ जहां एस और टी 'आर' के मानक आधार के निर्देशांक हैं 2। ध्यान दें कि दोनों आंशिक अवकलज R से फलन हैं 2 टीटीएम के लिए।

वास्तव में, इस संपत्ति का उपयोग कैनोनिकल फ्लिप की आंतरिक परिभाषा देने के लिए किया जा सकता है। दरअसल, डूबना है पी: जे20 (आर 2,M) → TTM द्वारा दिया गया

p([f])=\frac {\partial f} {{\partial t} {\partial s}} (0,0) $$ जहां p को शून्य पर दो-जेट के स्थान में परिभाषित किया जा सकता है क्योंकि केवल f पर निर्भर करता है ताकि शून्य पर दो का आदेश दिया जा सके। हम आवेदन पर विचार करते हैं:

J: J^2_0(\mathbb{R}^2,M) \to J^2_0(\mathbb{R}^2,M) \quad / \quad J([f])=[f \circ \alpha] $$ जहां α (एस, टी) = (टी, एस)। तब J प्रक्षेपण p के साथ संगत है और भागफल TTM पर विहित फ्लिप को प्रेरित करता है।

स्पर्शरेखा बंडल
पर कैननिकल टेंसर फ़ील्ड

किसी भी सदिश बंडल के लिए, स्पर्शरेखा रिक्त स्थान T&xi;(TxM) तंतुओं का टीxस्पर्शरेखा बंडल का एम (TM,&pi;TM,M) की पहचान फाइबर टी से की जा सकती हैxएम खुद। औपचारिक रूप से यह 'ऊर्ध्वाधर लिफ्ट' के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जो प्राकृतिक सदिश स्पेस आइसोमोर्फिज्म है vl&xi;:TxM&rarr;V&xi;(TxM) के रूप में परिभाषित



(\operatorname{vl}_\xi X)[f]:=\frac{d}{dt}\Big|_{t=0}f(x,\xi+tX), \qquad f\in C^\infty(TM). $$ लंबवत लिफ्ट को प्राकृतिक सदिश बंडल आइसोमोर्फिज्म के रूप में भी देखा जा सकता है vl:(&pi;TM)*TM&rarr;VTM के पुलबैक बंडल से (TM,&pi;TM,M) ऊपर &pi;TM:TM&rarr;M लंबवत स्पर्शरेखा बंडल पर



VTM:=\operatorname{Ker}(\pi_{TM})_* \subset TTM. $$ वर्टिकल लिफ़्ट हमें कैननिकल सदिश फ़ील्ड परिभाषित करने देता है



V:TM\to TTM; \qquad V_\xi := \operatorname{vl}_\xi\xi, $$ जो भट्ठा स्पर्शरेखा बंडल TM\0 में चिकना है। विहित सदिश क्षेत्र को लाई-समूह क्रिया के अतिसूक्ष्म जनित्र के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है



\mathbb R\times (TM\setminus 0) \to TM\setminus 0; \qquad (t,\xi) \mapsto e^t\xi. $$ कैनोनिकल सदिश फ़ील्ड के विपरीत, जिसे किसी भी सदिश बंडल के लिए परिभाषित किया जा सकता है, कैनोनिकल एंडोमोर्फिज्म



J:TTM\to TTM; \qquad J_\xi X := \operatorname{vl}_\xi(\pi_{TM})_*X, \qquad X\in T_\xi TM $$ स्पर्शरेखा बंडल के लिए विशेष है। कैनोनिकल एंडोमोर्फिज्म जे संतुष्ट करता है



\operatorname{Ran}(J)=\operatorname{Ker}(J)=VTM, \qquad \mathcal L_VJ= -J, \qquad J[X,Y]=J[JX,Y]+J[X,JY], $$ और इसे निम्नलिखित कारणों से स्पर्शरेखा संरचना के रूप में भी जाना जाता है। यदि (E,p,M) कोई सदिश बंडल है विहित सदिश क्षेत्र V और (1,1)-टेंसर क्षेत्र J के साथ जो ऊपर सूचीबद्ध गुणों को संतुष्ट करता है, VTM के स्थान पर VE के साथ, फिर सदिश बंडल (E,p,M) स्पर्शरेखा बंडल के लिए आइसोमॉर्फिक है (TM,&pi;TM,M) बेस मैनिफोल्ड का, और J इस समरूपता में TM की स्पर्शरेखा संरचना से मेल खाता है।

इस तरह का मजबूत परिणाम भी होता है जो बताता है कि यदि N  2n-आयामी कई गुना है और यदि N पर  (1,1) -टेंसर फ़ील्ड J मौजूद है जो संतुष्ट करता है



\operatorname{Ran}(J)=\operatorname{Ker}(J), \qquad J[X,Y]=J[JX,Y]+J[X,JY], $$ तो एन कुछ एन-आयामी कई गुना एम के टेंगेंट बंडल के कुल स्थान के खुले सेट के लिए अलग-अलग है, और जे इस भिन्नता में टीएम की स्पर्शरेखा संरचना से मेल खाता है।

टीएम पर किसी भी संबद्ध समन्वय प्रणाली में विहित सदिश क्षेत्र और विहित एंडोमोर्फिज्म में समन्वय प्रतिनिधित्व होता है



V = \xi^k\frac{\partial}{\partial \xi^k}, \qquad J = dx^k\otimes\frac{\partial}{\partial \xi^k}. $$

(अर्ध) स्प्रे संरचनाएं
स्मूथ मैनिफोल्ड एम पर स्प्रे (गणित) परिभाषा के अनुसार टीएम \0 पर  स्मूथ सदिश फील्ड एच है जैसे कि जेएच = वी।  समतुल्य परिभाषा यह है कि j(H)=H, जहाँ j:TTM→TTM विहित फ्लिप है।  सेमीस्प्रे एच  स्प्रे (गणित) है, अगर इसके अतिरिक्त, [वी, एच] = एच।

स्प्रे और सेमीस्प्रे संरचनाएं एम पर दूसरे क्रम के साधारण अंतर समीकरणों के अपरिवर्तनीय संस्करण हैं। स्प्रे और सेमीस्प्रे संरचनाओं के बीच का अंतर यह है कि स्प्रे के समाधान वक्र सकारात्मक पैरामीट्रिजेशन (ज्यामिति) में अपरिवर्तनीय हैं। एम पर बिंदु सेट के रूप में, जबकि सेमीस्प्रे के समाधान वक्र आमतौर पर नहीं होते हैं।

नॉनलाइनियर कोवरिएंट डेरिवेटिव्स ऑन स्मूथ मैनिफोल्ड्स
कैनोनिकल फ्लिप निम्नानुसार गैर-रैखिक सहसंयोजक डेरिवेटिव को चिकनी कई गुना पर परिभाषित करना संभव बनाता है। होने देना

T(TM\setminus 0) = H(TM\setminus 0) \oplus V(TM\setminus 0) $$ स्लिट टेंगेंट बंडल टीएम \ 0 पर एह्रेसमैन कनेक्शन बनें और मैपिंग पर विचार करें

D:(TM\setminus 0)\times \Gamma(TM) \to TM; \quad D_XY := (\kappa\circ j)(Y_*X), $$ कहां क्यों*:TM→TTM पुश-फॉरवर्ड है, j:TTM→TTM कैनोनिकल फ्लिप है और κ:T(TM/0)→TM/0 कनेक्टर मैप है। मैपिंग डीX इस अर्थ में एम पर चिकनी सदिश क्षेत्रों के मॉड्यूल Γ (टीएम) में व्युत्पत्ति है


 * $$D_X(\alpha Y + \beta Z) = \alpha D_XY + \beta D_XZ, \qquad \alpha,\beta\in\mathbb R$$.
 * $$D_X(fY) = X[f]Y + f D_XY, \qquad \qquad \qquad f\in C^\infty(M)$$.

कोई मैपिंग डीX इन गुणों के साथ (गैर-रैखिक) सहसंयोजक व्युत्पन्न कहा जाता है एम पर नॉनलाइनियर शब्द इस तथ्य को संदर्भित करता है कि इस प्रकार का सहसंयोजक व्युत्पन्न डीX पर अंतर की दिशा X∈TM/0 के संबंध में आवश्यक रूप से रैखिक नहीं है।

स्थानीय अभ्यावेदन को देखते हुए कोई भी पुष्टि कर सकता है, कि एह्रेस्मान कनेक्शन (टीएम/0, πTM/0,M) और M पर अरेखीय सहसंयोजक डेरिवेटिव -से- पत्राचार में हैं। इसके अतिरिक्त, यदि डीX ्स में रैखिक है, तो माध्यमिक सदिश बंडल संरचना में एह्रेसमैन कनेक्शन रैखिक है, और डीX इसके रैखिक सहसंयोजक व्युत्पन्न के साथ मेल खाता है।

यह भी देखें

 * स्प्रे (गणित)
 * माध्यमिक सदिश बंडल संरचना
 * फिन्सलर कई गुना