论文导读:本文给出了Leibniz流形上Leibniz括号的一些性质,并讨论了微分同胚对Leibniz流形结构的保持,同时得到了微分同胚所诱导的Leibniz括号的若干性质。
关键词:Leibniz流形,Leibniz括号,微分同胚
0.引言
如所知,大多数经典的动力系统都可以用Poisson结构来描述.流形 上的Poisson结构是一个双线性映射 ,同时,这个括号还满足反称性、导性(即Leibniz法则)、和Jacobi恒等式.赋予Poisson结构的流形叫Poisson流形【1】,它是分析力学最好的数学框架,并在几何光学、热力学、量子论等物理分支中有重要应用.但最近人们注意到,如果将Poisson结构弱化,则能够较好地描述更为一般的动力系统.比如不要求括号积满足Jacobi恒等式,则得到近Poisson结构,如果再去掉反称性,就得到本文所讨论的Leibniz流形(又称为伪Poisson流形【2】).它可为一些非完全约束的动力系统,耗散系统提供几何框架,此外,它还能作为广义Hamilton控制系统的状态空间,如电力系统、励磁控制系统等都可用Leibniz流形结构来处理【2】[3][4].所以Leibniz流形的理论需要人们给予更多的关注和研究,本文就是参与这一努力的尝试.
1.准备工作
定义1[5]:设 是一个光滑流形, 上的Leibniz括号 是一个双线性映射:

满足
 
其中 将 称为Leibniz流形。
定义2[6]:设 是一个光滑流形, 上的L-括号是一个Leibniz括号,且满足Leibniz恒等式

此时把 叫做L-流形。论文参考。
易见,若L-流形上的L-括号满足反称性,则成为Poisson流形。
定义3【7】:光滑映射 如果是单一的,到上的,并且 也是光滑的,则称 是微分同胚,这时也称流形 与 是微分同胚的。论文参考。
2.主要结果
Leibniz流形的结构取决于其上的Leibniz括号,在此我们先给出Leibniz括号的一些性质.
定理1:设 为Leibniz流形, 为 上的Leibniz括号,如果 是 上的常函数,则 ,有 .
证明:对 有

所以 .同理可证 .
定理2:设 为Leibniz流形, 为 上的Leibniz括号,如果 ,使得 是 中某一点,则 , .
证明: .
同理可证 .
定理3:设 为一 维Leibniz流形, 为 上的Leibniz括号,如果 ,使得 是 中某一点,则 , .
证明:取以 为中心的局部坐标系,设坐标函数为 ,则函数 在 点处的泰勒展开为

因为 所以 ,又因为 为常数,所以
再注意
,
类似地,对 的泰勒展开的更高次项都有同样情形,所以 同理可证 .
现考察微分同胚对Leibniz结构所产生的作用[8].
定理4:设 是Leibniz流形, 是光滑流形, 是微分同胚,那么 也是Leibniz流形.
证明:对 ,定义 ,显然, 满足双线性.下面验证 满足Leibniz法则,对 有:
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