2025年10月19日日曜日

1373: \(C^\infty\)マニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、上方の\(C^\infty\)ファンクション(関数)のエクステリアデリベーション(微分)はライプニッツルールを満たす

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\(C^\infty\)マニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、上方の\(C^\infty\)ファンクション(関数)のエクステリアデリベーション(微分)はライプニッツルールを満たすことの記述/証明

話題


About: \(C^\infty\)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、\(C^\infty\)マニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、上方の\(C^\infty\)ファンクション(関数)のエクステリアデリベーション(微分)はライプニッツルールを満たす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:
\(M\): \(\in \{\text{ 全ての } d \text{ -ディメンショナル(次元) } C^\infty \text{ マニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、たち }\}\)
\(d\): \(: \Omega_0 (TM) \to \Omega_1 (TM)\), \(= \text{ ファンクション(関数)のエクステリアデリベーション(微分) }\)
\(f_1\): \(\in \Omega_0 (TM)\)
\(f_2\): \(\in \Omega_0 (TM)\)
//

ステートメント(言明)たち:
\(d (f_1 f_2) = f_2 d f_1 + f_1 d f_2\)
//


2: 証明


全体戦略: ステップ1: 各\(m \in M\)に対して、任意のチャート\((U_m \subseteq M, \phi_m)\)を取り、\(d (f_1 f_2)\)のチャート表現を取り、\(d (f_1 f_2) = f_2 d f_1 + f_1 d f_2\)であることを当該チャート表現たちにおいて見る。

ステップ1:

\(m \in M\)を任意のものとしよう。

\((U_m \subseteq M, \phi_m)\)を\(m\)周りの任意のチャートとしよう。

当該チャートに関して、\(d (f_1 f_2) = \partial (f_1 f_2) / \partial x^j d x^j\)である、\(C^\infty\)マニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、上方の\(C^\infty\)ファンクション(関数)のエクステリアデリバティブ(微分係数)の定義に対する"注"によって。

\(= (f_2 \partial f_1 / \partial x^j + f_1 \partial f_2 / \partial x^j) d x^j\)、なぜなら、任意のタンジェント(接)ベクトルはデリベーション(微分)である。

\(= f_2 (\partial f_1 / \partial x^j d x^j) + f_1 (\partial f_2 / \partial x^j d x^j) = f_2 d f_1 + f_1 d f_2\)。


参考資料


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