Autor Tema: Bracket de Lie en el producto de variedadez.

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08 Noviembre, 2021, 12:43 pm
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zimbawe

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Hola a todos. Tengo el siguiente problema, para el cual tengo algunas ideas. Pero no lo he podido completar.
Consideremos \(  M \times N  \) dotado con la estructura de variedad producto y sean \(  X \in X(M)  \) y \(  Y \in Y(M)  \) campos vectoriales en \(  M  \) y \(  N  \) respectivamente. Sabemos que \(  T_{(p,q)} M \times N  \) se identifica con \(  T_{p} M \times T_{q}  \). Pruebe que bajo esta identificación \(  X \otimes Y  \) definida por \(  (X \otimes Y)_{(x,y)}=(X_x, Y_y)   \) es un campo vectorial (suave) en \(  M \times N  \). Es más, pruebe que el corchete de Lie en \(  M \times N  \) satisface:
\(  [(X_1, Y_1), (X_2, Y_2)]=[(X_1, X_2), (Y_1, Y_2)]  \). Para la primera parte ¿Tomo la proyección? Y para la segunda colocando \(  X_1=f^{i}_{1}\frac{\partial}{\partial x_{i}}, Y_1=g^{i}_{1}\frac{\partial}{\partial g_{i}}  \) sé que: \(  X_1 \otimes Y_1=f^{i}_{1}\frac{\partial}{\partial x_{i}}+g^{i}_{1}\frac{\partial}{\partial g_{i}} \) Ya no sé como seguir. Quedo agradecido.

08 Noviembre, 2021, 02:31 pm
Respuesta #1

geómetracat

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Para la primera parte, si ya sabes esto (te marco unas erratas en rojo):
[...] colocando \(  X_1=f^{i}_{1}\frac{\partial}{\partial x_{i}}, Y_1=g^{i}_{1}\frac{\partial}{\partial {\color{red} y}_i}  \) sé que: \(  X_1 \otimes Y_1=f^{i}_{1}\frac{\partial}{\partial x_{i}}+g^{i}_{1}\frac{\partial}{\partial {\color{red} y}_{i}} \)
es muy inmediato, pues \[ f^{i}_{1}\frac{\partial}{\partial x_{i}}+g^{i}_{1}\frac{\partial}{\partial y_{i}} \] define un campo vectorial suave en \[ M \times N \] siempre que \[ f^i, g^i \] sean suaves (que lo son en este caso).

La segunda parte no la entiendo bien. ¿Seguro que es así? No le veo sentido a \[ (X_1,X_2) \] si ambos son campos vectoriales en \[ M \]. Lo único que se me ocurre ahora con sentido es que tengas que demostrar que el corchete de Lie en \(  M \times N  \) satisface \(  [(X_1, Y_1), (X_2, Y_2)]=([X_1, X_2], [Y_1, Y_2])  \). Esto lo puedes ver en coordenadas locales, usando que \( [\frac{\partial}{\partial x_{i}},\frac{\partial}{\partial y_{j}}]=0  \), que \[ f^i \] depende únicamente de los \[ x \] y que \[ g^i \] depende únicamente de los \[ y \] (de forma que \[ \frac{\partial f^i}{\partial x_j}=0 \] y similar con \[ g,y \]).
La ecuación más bonita de las matemáticas: \( d^2=0 \)

08 Noviembre, 2021, 04:44 pm
Respuesta #2

zimbawe

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Mil gracias Geometracat. En efecto, tipié mal.