向量值映照微分学11逆定理_第1页
向量值映照微分学11逆定理_第2页
免费预览已结束,剩余1页可下载查看

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

微分学——逆映照定复旦力学谢锡麟2016419知识要定理1.1(逆映照定理/微分同胚局部存在性定理).设有映f(x):Rm⊃Dx∋x7→f(x)∈满足f(x)∈C1(Dx;x0DxDf(x0Rm×m可逆,U(x0)⊂DxV(f(x0))⊂f(Dx),使得f(x)U(x0)V(f(x0))上为双射,f−1(y)满足f−1(y):V(f(x0))∋y7→f−1(y)∈f−1(y)∈C1(V(f(x0));证明直接利用有界闭集上的压缩映照定理首先Bλ0(x0DxBµ0(y0Rm以及辅助映 ψy(x):Bλ(x0)∋x7→ψy(x)=x+(Df)−1(x0)(y−f(x))∈ ∀y∈Bµ 如果对yBµ0(y0,xyBλ0(x0),满足ψy(xy)=xy等价于y=f现设定ψy(x)的不动点唯一存在,则可η(y):Bµ0(y0)∋y7→η(y)∈满藉此具有如下性质

y=f ∀y∈Bµ0U{x∈Bλ0(x0)|f(x)∈Bµ0(y0)}U为开集.考虑f(x)Bλ0(x0)上的连续性,故对:x∈Uε>0δε>0,成立f(Bδε(xBε(f(xBµ0(y0)即有Bδε(xUf(xU上为单射.利用反证法x1,x2∈U,x1̸=f(x1)=f(x2)∈yf(x1f(x2则按上述求解的唯一性,!xyBλ0(x0)y=f(xy),而x1=x2=xy,同假设f(U)=Bµ0(y0).显然f(U)⊂Bµ0(y0).y∈Bµ(y0),!xy∈Bλ0(x0).满f(xy)=yBµ0(y0).由此Bµ(y0)f(U综上f(x)Bµ0(x0)⊃Uf(U)=Bµ0(y0)之间的双射,故存在逆映照.又由yBµ(y0)y=f(η(y)),所以yBµ(y0)f−1(y)=f−1fη(y)=η(y).因此f−1(y)= ∀y∈第一步,估计ψy(x)−x0Rm=ψy(x)−ψy0(x0)Rm=|ψ(y,x)−ψ(y0,|ψ(y,x)−ψ(y0,x)|Rm+|ψ(y0,x)−ψ(y0,

|Dyψ(y0+θ2(y−y0),x)|Rm×m·|y−

|Dxψ(y0,x0+θ1(x−x0))|Rm×m·|x−x0|Rm此 ψ(y,x)ψy(x)=x+(Df)−1(x0)(y−f ∀y∈Bµ(y0),x∈Bλ Dyψ(y,x)=(DfDxψ(y,x)=IRm−(Df)−1(x0)Df(x)=(Df)−1(x0)·[Df(x0)−Df故ψy(x)− (Df

Rm×m|y−+(Df ·|Df(x0)−Df(x)|Rm×m·|x−x0|R考虑f(xC1(DxRm),故可缩λ0λ1,使再缩小µ0µ1,

(Df

·|Df(x0)−Df(x)|Rm×m<2(Df)−1(x ·|y−y 0

0Rm<2综上,

ψy(x)−x0Rm<2λ1+2|x−x0|Rm<λ ∀x∈Bλ1(x0),y∈Bµ1yBµ(y0),ψy(Bλ1(x0Bλ1(x0)Bλ1第二步,估计压缩性,ψy(x1)−ψy(x2)Rm=|ψ(y,x1)−ψ(y,1

|Dxψ(y,x1+θ1(x2−x1))|Rm×m·|x1−x2|Rm<2|x1−x2|Rm综上有:ψy(x)Bλ1(x0)上的压缩映照,yBµ1(y0).xyBλ1(x0),ψy(xy)=xy∈Bλ1

η(y):Bµ1(y0)∋y7→η(y)=xy∈y=f◦ ∀y∈Bµ1以下η(y的连续性η(yC(Bµ1(y0Rm).估|η(y+∆y)−η(y)|Rm=ψy+∆y(η(y+∆y))−ψy(η(y))=|ψ(y+∆y,η(y+∆y))−ψ(y,|ψ(y+∆y,η(y+∆y))−ψ(y,η(y+∆y))|Rm+|ψ(y,η(y+∆y))−ψ(y,

|Dyψ(y+θ2∆y,η(y+∆y))|Rm×m

|Dxψ(y,η(y)+θ1(η(y+∆y)−η(y)))|Rm×m|η(y+∆y)−1<(Df

|∆y|

|η(y+∆y)− 即所以下考

|η(y+∆y)−η(y)|Rm<2(Dfη(y)∈C(Bµ1(y0);η(y)∈C1(Bµ1(y0);f(x)∈C1(Dx;

Rm×m|∆y|Rm故f(x+∆x)−f(x)=Df(x)·∆x+o(|∆x|Rm ∀x∈现x= ∀y∈Bµ0∆x=η(y+∆y)−则∆x=f◦η(y+∆y)−f◦η(y)=y+∆y−y=∆y=Df(x)·(η(y+∆y)−η(y))+o(|η(y+∆y)−η(y)|Rm此处要求

1∃(Df)−1(x)∈ ∀x∈Bλ1 由于Df(x0Rm×m可逆,故在选定Bµ(x0)时,就可使得对x∈Bµ(x0),都有(Df 由|η(y+∆y)−η(y)|Rm<2(Df所

Rm×m|∆y|Rm|o(|η(y+∆y)−η(y)|Rm)|Rm=|o(|η(y+∆y)−η(y)|Rm)|Rm·|η(y+∆y)− |η(y+∆y)− |o(|η(y+∆y)−η(y)|Rm |η(y+∆y)−

0Rm×m→(∆y→

·2(Df (xη(yBλ1(y0上单射,∆y̸0Rm时,η(yyη(yRm满足非接触性条综上,

η(y+∆y)−η(y)=(Df)−1(x)∆y+ x=f定理1.2(逆映照定理/微分同胚局部存在性定理).设有映f(x):Rm⊃Dx∋x7→f(x)∈满足f(x)∈C1(Dx;x0DxDf(x0Rm×m可逆,U(x0)⊂DxV(f(x0))⊂f(Dx),使得f(x)U(x0)V(f(x0))上为双射,f−1(y)满足f−1(y):V(f(x0))∋y7→f−1(y)∈f−1(y)∈C1(V(f(x0));证明利用隐映照定理,F(y,x):Rm×Dx∋{y,x}7→F(y,x)y−f(x)∈f(xC1(DxRm),F(yx)C1(RmDxRm).Df(x0)Rm×m可逆,DxF(y0x0)=−Df(x0)∈Rm×m可逆y0:=f(x0)Rm.按隐映照定理,Bµ(y0)RmBλ(x0)Dx,yBµ(y0),xyBλ(x0满足F(yxy)=0由此可作η(yBµ(y0)y7→η(y)Rm,满η(y)∈Bλ(x0);F(y,η(y))=0∈η(y)∈C1(Bµ(y0);U{xBλ(x0)|f(x)Bµ(y0)Bλ(x0),具有如下性质U为开集考虑xUf(xBµ(y0)f(xx连续则ε0δε0满足f(Bδε(x))∈Bε(f(x)),自然可Bε(f(x))⊂Bµ(y0),Bδε(x)⊂Bλ(x0),故有Bδε(x)⊂U,即证得U为开集.bebef(UBµ(y0).f(U)Bµ(y0)则只需证Bµ(y0)f(U)即yBµ(y0),xyU,f(xy)=y.按隐映照定理,η(y)∈Bλ(x0),f(η(y))=y.考虑到y∈Bµ(y0),η(y)∈U.综上,f(x)U(Bλ(x0))f(U)=Bµ(y0)之间的双射.ff−1(y):Bµ(y0)∋y7→f−1(y)∈满f−1(y)∈f◦f−1(y)=y,∀y∈考虑到fη(y)=y,y∈Bµ(y

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论