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Äußere und innere Funktion bestimmen | #Mathematik - YouTube
Die äußere Ableitung einer -Form kann bis auf ein Vielfaches als Antisymmetrisierung des formalen Tensorprodukts von mit der Form angesehen werden: In Indexnotation: [1] Rücktransport [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Seien zwei glatte Mannigfaltigkeiten und eine einmal stetig differenzierbare Funktion. Dann ist der Rücktransport ein Homomorphismus, so dass und gilt. In Worten sagt man auch: Produktbildung bzw. äußere Differentiation sind mit der "pullback"-Relation verträglich. Adjungierte äußere Ableitung [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Sei in diesem Abschnitt eine pseudo-riemannsche Mannigfaltigkeit mit Index. Mit wird im Folgenden der Hodge-Stern-Operator bezeichnet. Der Operator ist definiert durch und für durch Er wird als adjungierte äußere Ableitung oder Koableitung bezeichnet. Dieser Operator ist linear und es gilt. In der Tat ist der zu adjungierte Operator. Ableitung innere und äußere. Ist die Mannigfaltigkeit zusätzlich kompakt, so gilt für die Riemannsche Metrik und die Relation. Aus diesem Grund notiert man auch als, da dieser ja der adjungierte Operator ist.
Es muss natürlich bewiesen werden, dass ein solcher Operator existiert und eindeutig ist. Dieser trägt den Namen äußere Ableitung oder Cartan-Ableitung und wird meistens mit bezeichnet. Man verzichtet also auf den Index, welcher den Grad der Differentialform angibt, auf welche der Operator angewendet wird. Eigenschaften [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Formel für die äußere Ableitung [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Man kann die äußere Ableitung auch mit Hilfe der Formel darstellen, dabei bedeutet das Zirkumflex in, dass das entsprechende Argument wegzulassen ist, bezeichnet die Lie-Klammer. Koordinatendarstellung [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Sei ein Punkt auf einer glatten Mannigfaltigkeit. Innere und äußere ableitung berlin. Die äußere Ableitung von hat in diesem Punkt die Darstellung, dabei hat die lokale Darstellung Darstellung über Antisymmetrisierungsabbildung [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Die äußere Ableitung von -Formen ist einfach durch die totale Ableitung gegeben und stets kovariant ( siehe auch kovariante Ableitung) und antisymmetrisch.
Sei ein Vektorfeld, so gilt für den Flat-Operator in Standardkoordinaten von. Der Flat-Operator bildet also Vektorfelder in ihren Dualraum ab. Der Sharp-Operator ist die dazu inverse Operation. Sei ein Kovektorfeld (bzw. eine 1-Form), so gilt (ebenfalls Standardkoordinaten). Äußere Ableitung – Wikipedia. Kreuzprodukt [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Das Kreuzprodukt ist zwar kein Differentialoperator und wird zudem in der Vektoranalysis nur für dreidimensionale Vektorräume definiert. Trotzdem ist es, insbesondere für die Definition der Rotation, sehr wichtig: Sei ein Vektorraum und zwei Elemente einer äußeren Potenz von, dann ist das verallgemeinerte Kreuzprodukt definiert durch. [2] Für eine Begründung dieser Definition siehe unter äußere Algebra. Gradient [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Es sei eine partiell differenzierbare Funktion und auf sei das Standardskalarprodukt gegeben. Der Gradient der Funktion im Punkt ist für beliebiges der durch die Forderung eindeutig bestimmte Vektor. Mit Hilfe des Differentialformen-Kalküls kann man den Gradienten auf einer Riemann'schen Mannigfaltigkeit durch definieren.