2024年2月11日日曜日

475: Cマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、たちの任意のサブセット(部分集合)たち間のマップ(写像)たちで対応するポイントたちにおいてCkであるものたちに対して、コンポジション(合成)はポイントにおいてCkである

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Cマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、たちの任意のサブセット(部分集合)たち間のマップ(写像)たちで対応するポイントたちにおいてCkであるものたちに対して、コンポジション(合成)はポイントにおいてCkであることの記述/証明

話題


About: Cマニフォールド(多様体)

この記事の目次


開始コンテキスト



ターゲットコンテキスト



  • 読者は、任意のCマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、たちの任意のサブセット(部分集合)たち間の任意のマップ(写像)たちで対応するポイントたちにおいてCkであるものたち、ここで、kを含む、に対して、コンポジション(合成)はポイントにおいてCkであるという命題の記述および証明を得る。

オリエンテーション


本サイトにてこれまで議論された定義たちの一覧があります。

本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。


本体


1: 構造化された記述


ここに'構造化された記述'のルールたちがある

エンティティ(実体)たち:
M1: { 全ての C マニフォールド(多様体)、バウンダリー付き、たち }
M2: { 全ての C マニフォールド(多様体)、バウンダリー付き、たち }
S1: {M1 の全てのサブセット(部分集合)たち }
S2: {M2 の全てのサブセット(部分集合)たち }
S2: {M2 の全てのサブセット(部分集合)たち }で、S2S2を満たすもの
S3: {M3 の全てのサブセット(部分集合)たち }
p: S1
k: N{}
f1: :S1S2, { 全てのマップ(写像)たちで p において Ck であるものたち }
f2: :S2S3, { 全てのマップ(写像)たちで f1(p) において Ck であるものたち }
f2f1: :S1S3
//

ステートメント(言明)たち:
f2f1{ 全てのマップ(写像)たちで p において Ck であるものたち }
//


2: 自然言語記述


任意のCマニフォールド(多様体)、(空かもしれない)バウンダリー(境界)付き、たちM1,M2,M3、以下を満たす任意のサブセット(部分集合)たちS1M1,S2,S2M2,S3M3、つまり、S2S2、任意のポイントpS1、任意のナチュラルナンバー(自然数)(0を含む)または k、以下を満たす任意のマップ(写像)たちf1:S1S2,f2:S2S3、つまり、f1およびf2pおよびf1(p)においてCkである、に対して、f2f1:S1S3pにおいてCkである。


3: 注


S2S2が同一M2のサブセット(部分集合)たちであると見なされることが重要である: もしも、f2が、S2M2と同一セット(集合)を持つが異なるトポロジーまたは異なるアトラスを持つ別のCマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、M2のサブセット(部分集合)とみなされてCkであったら、本命題は適用できない。

明らかな例として、k=0ケースに対して、もしも、M2に対して異なるトポロジーを選ぶことが許されるのであれば、私であれば,M2に対してディスクリートトポロジーを選ぶだろう、それは、任意のf2をコンティニュアス(連続)にするだろう(任意のディスクリートトポロジカルスペース(空間)からの任意のマップ(写像)はコンティニュアス(連続)である)、そして、本命題は、どんなf2に対しても、f2f1はコンティニュアス(連続)であることを含意することになる、それは勿論真でない。

私たちは、Ckマップ(写像)たちのコンポジション(合成)を"Ckマップ(写像)たちの妥当な連鎖"であると呼ぶ、本命題に対する要件たちが満たされている時(S2およびS2が同一M2のサブセット(部分集合)たちであると共にS2S2)。それは、私たち(または、少なくとも私)は、当該要件たちをチェックし損ねがちであるから。


4: 証明


k=0であると仮定しよう。

f2f1pにおいてコンティニュアス(連続)である、任意のトポロジカルスペース(空間)たち間の任意のマップ(写像)たちで対応するポイントたちにおいてコンティニュアス(連続)であるものに対して、コンポジション(合成)は当該ポイントにおいてコンティニュアス(連続)であるという命題によって。

を含んで1kであると仮定しよう。

以下を満たす、f1(p)の周りのあるチャート(Uf1(p)M2,ϕf1(p))およびf2f1(p)の周りのあるチャート(Uf2f1(p)M3,ϕf2f1(p))、つまり、f2(Uf1(p)S2)Uf2f1(p)ϕf2f1(p)f2ϕf1(p)1|ϕf1(p)(Uf1(p)S2)ϕf1(p)(f1(p))においてCkである、がある。

f1pにおいてコンティニュアス(連続)である(当該定義内の注を参照)から、pS1上における以下を満たすあるオープンネイバーフッド(開近傍)UpS1、つまり、f1(Up)Uf1(p)S2、ここで、あるオープンサブセット(開部分集合)UM1に対してUp=US1、がある。pの周りに以下を満たすあるチャート(UpM1,ϕp)、つまり、UpU、がある。f1(UpS1)f1(Up)Uf1(p)S2Uf1(p)任意のバウンダリー(境界)付きCマニフォールド(多様体)たちの任意のサブセット(部分集合)たち間の任意のマップ(写像)で任意のポイントにおいてCkであるもの、ここで、k0を除外しを含む、に対して、当該ポイント周りのドメイン(定義域)チャートと対応するポイント周りのコドメイン(余域)チャートの任意のペアでドメイン(定義域)チャートとドメイン(定義域)のインターセクション(共通集合)がコドメイン(余域)チャートの中へマップされるものは定義の条件を満たすという命題によって、ϕf1(p)f1ϕp1|ϕp(UpS1)ϕp(p)においてCkである。

f2f1(UpS1)f2(Uf1(p)S2)f2(Uf1(p)S2)Uf2f1(p)ϕf2f1(p)f2f1ϕp1|ϕp(UpS1)=ϕf2f1(p)f2ϕf1(p)1|ϕf1(p)(Uf1(p)S2)ϕf1(p)f1ϕp1|ϕp(UpS1)、それは、ϕp(p)においてCkである、任意のユークリディアンCマニフォールド(多様体)たちの任意のサブセット(部分集合)たち間の任意のマップ(写像)たちで対応するポイントたちにおいてCkであるものたち、ここで、kを含む、に対して、コンポジション(合成)は当該ポイントにおいてCkであるという命題によって。


参考資料


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