1.3.7 Le cas des -formes : les intégrales de bord
On suppose toujours que est la dimension de .
Soit un demi-espace fermé de ; c’est un sous-espace linéaire
par morceaux de dont le bord est un hyperplan
affine.
Si est une forme affine telle que ,
on dit qu’un vecteur est sortant
de si ,
l’adverbe strictement signifiant que l’inégalité précédente
est stricte.
Tout vecteur-volume sur induit canoniquement un
élément
de
défini comme suit. On choisit une orientation de ,
une base directe de ,
un vecteur strictement sortant de ,
et l’on note l’orientation de
pour laquelle la base est directe.
Il existe alors un unique tel que
soit égal à dans . Le couple
définit un élément de
qui est indépendant des choix faits.
D’après les paragraphes 1.3.3
et 1.3.4,
on peut alors définir : l’intégrale
pour toute forme mesurable
de type sur ;
la notion de
-intégrabilité
d’une telle forme
sur ; et,
pour une forme sur
qui est mesurable et
-intégrable
sur , l’intégrale
.
Concrètement, choisissons comme ci-dessus.
Cette base étant vue comme directe, le
vecteur volume est donné par un -vecteur
de . Choisissons aussi une origine sur ;
dans les coordonnées correspondantes, on peut écrire
|
|
|
On a alors
|
|
|
La forme
est -intégrable
sur si et seulement si
est (ce qui ne dépend pas de , sauf si celui-ci est nul, auquel cas
toute forme mesurable est -intégrable).
Si c’est le cas,
|
|
|
\lemmname 1.3.8 (Formule de Green).
Soit .
Soit un demi-espace fermé dans .
Soit et des formes lisses symétriques de type
et sur , avec ; si l’intersection
de leurs supports est compact, on a
|
|
|
Démonstration.
On peut supposer que , ,
et que le vecteur-volume est égal à .
Posons
|
|
|
Considérant comme une -forme à coefficients dans le
fibré
vectoriel trivial ,
la formule de Stokes usuelle assure que
|
|
|
Par ailleurs,
|
|
|
Pour démontrer le lemme, il suffit donc de prouver
.
Comme toute forme de type est symétrique et ,
on a
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|