अवकल बीजगणित

This article is about algebraic study of differential equations. For the concept in homological algebra, see Differential graded algebra.

गणित में, अवकल बीजगणित, बड़े स्तर पर गणित का वह क्षेत्र है जिसमें समाधान की गणना किए बिना अवकल समीकरण और संक्रियक के गुणों को प्राप्त करने को ध्यान में रखकर बीजगणित के रूप में अवकल समीकरणों और अवकल संक्रियक का अध्ययन सम्मिलित है, उसी तरह जैसे बहुपद बीजगणित का उपयोग किया जाता है। बीजगणितीय प्रकारों का अध्ययन, जो बहुपद समीकरणों की प्रणालियों के समाधान समूह हैं। वेइल बीजगणित और ली बीजगणित को अवकल बीजगणित से संबंधित माना जा सकता है।

विशेष रूप से, अवकल बीजगणित 1950 में जोसेफ रिट द्वारा प्रस्तुत किए गए सिद्धांत को संदर्भित करता है, जिसमें अवकल वलय, अवकल क्षेत्र और अवकल बीजगणित वलय, क्षेत्र और बीजगणित हैं जो कि कई व्युत्पत्तियों से सुसज्जित हैं।

अवकल क्षेत्र का एक प्राकृतिक उदाहरण जटिल संख्याओं पर एक चर में तर्कसंगत कार्यों का क्षेत्र $\mathbb {C} (t)$ है, जहां व्युत्पत्ति के संबंध में भेदभाव $t$ है। अधिक सामान्यतः प्रत्येक अवकल समीकरण को समीकरण में दिखाई देने वाले (ज्ञात) फलन द्वारा उत्पन्न अवकल क्षेत्र पर अवकल बीजगणित के एक तत्व के रूप में देखा जा सकता है।

इतिहास

जोसेफ रिट ने अवकल बीजगणित विकसित किया क्योंकि उन्होंने अवकल समीकरणों की प्रणालियों को विभिन्न विहित रूपों में कम करने के प्रयासों को एक असंतोषजनक दृष्टिकोण के रूप में देखा। यद्यपि, बीजगणितीय उन्मूलन विधियों और बीजगणितीय मैनिफोल्ड सिद्धांत की सफलता ने रिट को अवकल समीकरणों के लिए एक समान दृष्टिकोण पर विचार करने के लिए प्रेरित किया। उनके प्रयासों से प्रारंभिक बीजगणितीय अवकल समीकरणों की प्रणालियों द्वारा परिभाषित कार्यों के प्रारंभिक पेपर मैनिफोल्ड्स और 2 पुस्तकें, बीजगणितीय दृष्टिकोण और अवकल बीजगणित से अवकल समीकरण।। रिट के छात्र एलिस कल्चेन ने इस क्षेत्र को आगे बढ़ाया और अवकल बीजगणित और बीजगणितीय समूह प्रकाशित किया।

अवकल वलय

परिभाषा

व्युत्पत्ति ${\textstyle \partial }$ वलय पर ${\textstyle {\mathcal {R}}}$ एक फलन है $\partial :R\to R\,$ ऐसा कि

$$\partial (r_{1}+r_{2})=\partial r_{1}+\partial r_{2}$$

और

$\partial (r_{1}r_{2})=(\partial r_{1})r_{2}+r_{1}(\partial r_{2})\quad$ (लीबनिज़ उत्पाद नियम),

प्रत्येक $r_{1}$ और $r_{2}$ में $R$ के लिए

व्युत्पत्ति पूर्णांकों पर रैखिक मानचित्र है क्योंकि ये सर्वसमिकाएं संकेत $\partial (0)=\partial (1)=0$ और $\partial (-r)=-\partial (r)$ देती हैं एक अवकल वलय एक क्रमविनिमेय वलय $R$ है, एक या अधिक व्युत्पत्तियों से सुसज्जित जो जोड़ीदार रूप से आवागमन करती हैं; वह है,

$$\partial _{1}(\partial _{2}(r))=\partial _{2}(\partial _{1}(r))$$

व्युत्पत्तियों की प्रत्येक जोड़ी और प्रत्येक के लिए $r\in R$ है। जब केवल एक ही व्युत्पत्ति होती है तो सामान्यतः एक साधारण अवकल वलय की बात की जाती है; अन्यथा, कोई आंशिक अवकल वलय की बात करता है

अवकल क्षेत्र अवकल वलय है जो एक क्षेत्र भी है। एक अवकल बीजगणित $A$ एक अवकल क्षेत्र पर $K$ एक अवकल वलय है जिसमें सम्मिलित है $K$ एक सबवलय के रूप में जैसे कि प्रतिबंध $K$ की व्युत्पत्तियों का $A$ की व्युत्पत्ति के बराबर $K.$ (एक अधिक सामान्य परिभाषा नीचे दी गई है, जो उस स्थिति के लिए पर्याप्त है $K$ एक क्षेत्र नहीं है, और अनिवार्य रूप से समतुल्य है जब $K$ एक क्षेत्र है.)

विट बीजगणित अवकल वलय है जिसमें $\mathbb {Q}$ परिमेय संख्याओं का क्षेत्र सम्मिलित होता है। समान रूप से, यह अवकल बीजगणित $\mathbb {Q}$ है तब से $\mathbb {Q}$ इसे अवकल क्षेत्र के रूप में माना जा सकता है जिस पर प्रत्येक व्युत्पत्ति शून्य कार्य है।

एक अवकल वलय के स्थिरांक तत्व $r$ हैं ऐसा है कि $\partial r=0$ प्रत्येक व्युत्पत्ति $\partial$ के लिए, अवकल वलय के स्थिरांक उपवलय बनाते हैं और भिन्न क्षेत्र के स्थिरांक उपक्षेत्र बनाते हैं। स्थिरांक का यह अर्थ एक स्थिर कार्य की अवधारणा को सामान्यीकृत करता है, और इसे स्थिरांक के सामान्य अर्थ के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए।

मूल सूत्र

निम्नलिखित पहचान में, $\delta$ एक अवकल वलय $R$ की व्युत्पत्ति है

• अगर $r\in R$ और $c$ में एक स्थिरांक है (वह है, $\delta c=0$), तब
  $$\mathrm{\delta <!--\; \delta \; -->}(cr)=$$