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几何和流体动力学中的无发散张量和辅因子。 (英语) Zbl 1533.15018号

Morel,Jean-Michel(编辑)等,《数学前进》。收集数学笔画。查姆:斯普林格。莱克特。数学笔记。2313, 461-477 (2023).
本文主要是关于余因子映射和无散度对称张量的综述,以及几何和数学物理中的相关问题。
余因子映射将其余因子的矩阵(宽{M})赋给平方矩阵(M)。对于M_n(mathbb{R})中的\(M\),该映射是多项式的,次齐次\(n-1)。地图\(\mathrm{坐标}_n\)是从(M_n(mathbb{R})到其自身的唯一的\(n-1)\线性对称映射,这样\(widehat{M}=mathrm{坐标}_n(M,\ldot,M))。如果(f)是在(mathbb{R}^n)中的开集(U)上定义的向量场,Piola恒等式表明张量(widehat{nablaF})是无散度的:(mathrm{Div},widehat{nabla-f}=0)。因此,如果\(θ_1,\ ldots,\θ_{n-1})是定义在\(U)上的函数,那么张量\(mathrm{坐标}_n(D^2\theta_1,ldots,D^2\\theta_{n-1})也是无散度的。作者考虑了凸体(K_j)的支持函数(θ_j)这一特殊情况。然后是地图\[(θ_1,θ_{n-1})映射到mathrm{坐标}_n(D^2\theta_1,\ldots,D^2\\theta_{n-1})\]导致映射((K_1,ldots,K{n-1}),并且(K\)是凸体的混合体。如果\(θ_j(x)=\sqrt{x^TS_jx}\),其中\(S_j)是正定对称矩阵,则\{坐标}_n(S_1,\ldot,S_{n-1})\)。
映射之间建立了关系{坐标}_n\)和(n-1)正定对称矩阵(A_1,ldots,A_{n-1})的几何平均值:\[\mathfrak{G}(\widehat{A_1},\ldots\widehat{A_{n-1})\prec\mathrm{坐标}_n(A_1,\ldot,A_{n-1})\]与正定对称矩阵的锥有关的阶。
对于\(\mathbb{R}^n\)中的曲面\(\mathcal{M}),定义了与曲面的Hausdorff测度相关的张量\(K_{\mathcal{M})。证明了曲面(mathcal{M})是极小曲面的充要条件是张量(K_{mathcal}M}})无散度。
作者还回顾了无散度张量在气体动力学方程中的作用。
有关整个系列,请参见[Zbl 1515.01005号].

MSC公司:

15A69号 多线性代数,张量演算
15B57号 厄米特矩阵、斜厄米特阵和相关矩阵
15个B48 正矩阵及其推广;矩阵的锥
15甲15 行列式、恒量、迹、其他特殊矩阵函数
52A39型 凸几何中的混合体积和相关主题
53A07号 欧氏及相关空间中的高维和余维曲面
53A10号 微分几何中的极小曲面,具有规定平均曲率的曲面
第53页第45页 向量和张量分析中的微分几何
76N15型 气体动力学(一般理论)
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参考文献:

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