Kurs:Analysis (Osnabrück 2013-2015)/Teil III/Arbeitsblatt 82/kontrolle

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Aufwärmaufgaben

Aufgabe Aufgabe 82.1 ändern

Es sei eine differenzierbare Mannigfaltigkeit mit dem Kotangentialbündel . Zeige, dass man auf für jedes eine Topologie erklären kann, bei der für jede Karte die Abbildung

eine Homöomorphie ist.

Damit kann man von stetigen und auch von messbaren Differentialformen sprechen.

Aufgabe Aufgabe 82.2 ändern

Es sei eine - differenzierbare Mannigfaltigkeit mit dem Kotangentialbündel . Zeige, dass für jedes eine differenzierbare Mannigfaltigkeit ist.

Damit kann man auch von stetig differenzierbaren Differentialformen sprechen. Allgemeiner gilt: Wenn eine - Mannigfaltigkeit und ist, so bezeichnet man mit die Menge der -fach stetig differenzierbaren -Differentialformen.

Aufgabe Referenznummer erstellen

Es sei eine differenzierbare Mannigfaltigkeit und die Menge der - Formen auf . Zeige, dass ein - Modul zu ist.


Aufgabe Referenznummer erstellen

Es sei eine differenzierbare Mannigfaltigkeit, ein Punkt und eine stetig differenzierbare Funktion. Es sei ein Tangentialvektor, der durch einen differenzierbaren Weg

mit repräsentiert werde. Zeige die Gleichheit


Aufgabe Referenznummer erstellen

Es sei eine abgeschlossene Untermannigfaltigkeit. Zeige, dass für eine differenzierbare Funktion

die Beziehung

gilt.


Aufgabe * Referenznummer erstellen

Wir betrachten die Abbildung

Berechne die Matrix der Abbildung

im Punkt bezüglich einer geeigneten Basis.


Aufgabe Referenznummer erstellen

Wir betrachten die stetig differenzierbare Abbildung

und die - Differentialform

Bestimme die zurückgezogene Differentialform .


Aufgabe Referenznummer erstellen

Es sei

eine stetig differenzierbare Funktion und es sei eine - Differentialform auf . Bestimme .


Aufgabe * Referenznummer erstellen

Berechne die zurückgezogene Differentialform zu

unter der Abbildung


Aufgabe * Aufgabe 82.10 ändern

Es sei

eine differenzierbare Abbildung zwischen differenzierbaren Mannigfaltigkeiten, es sei

eine Funktion auf und eine - Form auf . Zeige


Aufgabe * Referenznummer erstellen

Es seien und offene Teilmengen und sei

eine stetig differenzierbare Abbildung. Es sei

eine stetig differenzierbare Funktion. Folgere aus der Kettenregel, dass

gilt, wobei das Zurückziehen von Differentialformen bezeichnet.




Aufgaben zum Abgeben

Aufgabe (6 Punkte)Referenznummer erstellen

Es sei eine differenzierbare Mannigfaltigkeit mit dem Kotangentialbündel . Es sei eine - Differentialform, also eine Abbildung

mit für alle , wobei dieses Dachprodukt mit der natürlichen Topologie (siehe Aufgabe 82.1) versehen sei. Zeige, dass die folgenden Aussagen äquivalent sind.

  1. ist stetig.
  2. Für jede Karte mit und mit der lokalen Darstellung sind die Funktionen stetig.
  3. Es gibt eine offene Überdeckung mit Kartengebieten derart, dass in den lokalen Darstellungen die Funktionen stetig sind.


Aufgabe (4 Punkte)Aufgabe 82.13 ändern

Es sei

eine differenzierbare Abbildung zwischen zwei differenzierbaren Mannigfaltigkeiten und . Es seien und Differentialformen auf . Zeige die Gleichung


Aufgabe (4 Punkte)Referenznummer erstellen

Wir betrachten die stetig differenzierbare Abbildung

und die - Differentialform

auf . Bestimme die zurückgezogene Differentialform .


Aufgabe (6 Punkte)Referenznummer erstellen

Wir betrachten die Einheitssphäre , wobei die Koordinaten des mit bezeichnet seien. Für welche Punkte bilden die Einschränkungen von und auf eine Basis des Kotangentialraums .


Aufgabe (4 Punkte)Referenznummer erstellen

Begründe die einzelnen Gleichungen in der Gleichungskette im Beweis zu Lemma 82.8.

Gehe dabei folgendermaßen vor.

  1. Legen Sie auf Ihrer Benutzerseite (oder Gruppenseite) eine Unterseite an, indem Sie dort die Zeile
    [[/Differentialform/Zurückziehen/Vergleichskette/Einzelbegründungen]]
    schreiben (d.h. Bearbeiten, Schreiben, Abspeichern; das / vorne ist wichtig).
  2. Es erscheint ein roter Link. Gehen Sie auf den roten Link und geben Sie dort
     {{:Differentialform/Zurückziehen/Vergleichskette/Begründungsfenster}}

    ein.

  3. Es erscheint die Gleichungskette. Wenn Sie auf eines der Gleich-Zeichen gehen, erscheint ein roter Link. Gehen Sie auf diesen roten Link und geben Sie dort die Begründung für diese Abschätzung ein.
  4. Die Abgabe erfolgt online, indem Sie auf der Abgabeseite einen Link zu Ihrer Lösung hinterlassen, also dort
    [[Ihr Benutzername/Differentialform/Zurückziehen/Vergleichskette/Einzelbegründungen]]
    hinschreiben.



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