弗罗贝尼乌斯定理
弗罗贝尼乌斯定理指出(formula_1光滑的情况):
"U"为R"n"的开集,"F"是"Ω1(U)"的常数阶"r"阶的子模。则"F"可积当且仅当对每个"p ∈ U"茎(stalk)"Fp"由"r"个恰当微分形式给出。
几何上来看,它说每个1-形式的"r"阶可积模和一个余维为r的层相同。这是研究向量场和层理论的基本工具之一。
这个结论在解析1-形式和和乐情况下也成立,但要把"R"换成"C"。它可以推广到高阶的微分形式,在有些条件下,也可以推广到有奇点的情况。
也有用向量场表达的定理。存在和如下向量场相切的"V"的子流形的充分条件
"X"1, "X"2, ..., "X""r",
可以表达为任意两个场的李括号
["X""i","X""j"]
包含在这些场撑成的空间中。因为李括号可在子空间上取,这个条件也是"必要"的。定理的这两种表述是因为李括号和外微分是相关的。
上面最后这个表述可以用来表明向量场在流形上的可积性。定理的这个变种表明流形"M"上的任何光滑向量场"X"可以积分,得到一个单参数族的曲线。这个可积性是因为定义曲线的方程是一阶常微分方程,所以可积性有皮卡-林德洛夫定理保证。
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