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关于「切空间的对偶空间 T_p^* R^n 是如何定义的?」

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认识概念

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基点导数 dfpdf_p 是从 pp 处的切空间到 q=f(p)q=f(p) 处的切空间的映射。它将切向量 vv 映射到对 (q,Df(p)v)(q, Df(p)v),将普通导数与目标基点打包在一起。

适用条件:UU 是 Rn\mathbb{R}^n 的一个开子集。;f:U→Rmf : U \to \mathbb{R}^m 且 f∈C1f \in C^1。;q=f(p)q = f(p)。

认识概念

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pp 处的余切空间是 pp 处切空间的对偶空间。它被写成 Hom⁡(TpRn,R)\operatorname{Hom}(T_p\mathbb{R}^n, \mathbb{R}),因为它由从切空间 TpRnT_p\mathbb{R}^n 到域 R\mathbb{R} 的所有线性映射组成。

适用条件:pp 是一个基点。

掌握方法

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对于域 FF 上的光滑流形 MM,pp 处的余切空间定义为 Hom⁡(TpM,F)\operatorname{Hom}(T_pM, F)。前面的 Rn\mathbb{R}^n 例子可以通过取 M=RnM = \mathbb{R}^n 和 F=RF = \mathbb{R} 来恢复。

适用条件:MM 是一个光滑流形。;FF 是流形所在的域。