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1.5.4 Intégrale de bord [01MJ]

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1.5.4 Intégrale de bord

Soit ω\omega une (n−1,n)(n-1,n)-forme mesurable sur un ouvert UU de PP, et soit x∈F∩Ux\in F\cap U. La forme ω\omega est définie au voisinage de xx par un germe η\eta de (n−1,n)(n-1,n)-forme à coefficients mesurables.

L’élément ⟨η,μ~F⟩|F\langle\eta,\tilde{\mu}_{F}\rangle|_{F} de (ℱF⊗𝒜FΩFn−1)x(\mathscr{F}_{F}\otimes_{\mathscr{A}_{F}}\Omega^{n-1}_{F})_{x} est alors bien défini. En effet, pour toute cellule C∈𝒞FC\in\mathscr{C}_{F}, le germe ⟨η,μ~C⟩|F\langle\eta,\tilde{\mu}_{C}\rangle|_{F} est égal à la restriction à FF de ⟨η|C,μ~C⟩\langle\eta|_{C},\tilde{\mu}_{C}\rangle, lequel est uniquement déterminé, par la définition-même du faisceau des formes sur un polytope.

La forme ω\omega donne ainsi naissance sans ambiguïté à une (n−1)(n-1)-forme différentielle (classique) à coefficients mesurables sur U∩FU\cap F, que l’on notera ⟨ω,μ~F⟩\langle\omega,\tilde{\mu}_{F}\rangle.

La masse totale de la mesure sur U∩FU\cap F déduite de ⟨ω,μ~F⟩\langle\omega,\tilde{\mu}_{F}\rangle ne dépend que de μF\mu_{F} et sera notée ∫F∩U⟨|ω|,|μF|⟩\int_{F\cap U}\langle\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|},\mathopen{|}{\mu_{F}}\mathclose{|}\rangle. Si cette masse est finie, l’intégrale de ⟨ω,μ~F⟩\langle\omega,\tilde{\mu}_{F}\rangle sur U∩FU\cap F ne dépend que de μF\mu_{F} et sera notée ∫F∩U⟨ω,μF⟩\int_{F\cap U}\langle\omega,\mu_{F}\rangle.

On pose alors

∫∂𝒞P∩U⟨|ω|,|∂μ|⟩=∑F∈𝒞m−1∫F∩U⟨|ω|,|μF|⟩.\int_{\partial_{\mathscr{C}}P\cap U}\langle\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|},\mathopen{|}{\partial\mu}\mathclose{|}\rangle=\sum_{F\in\mathscr{C}_{m-1}}\int_{F\cap U}\langle\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|},\mathopen{|}{\mu_{F}}\mathclose{|}\rangle.

On dit que ω\omega est ∂μ\partial\mu-intégrable si cette somme est finie, et si c’est le cas l’on pose

∫U∩∂𝒞P⟨ω,∂μ⟩=∑F∈𝒞n−1∫F∩U⟨ω,μF⟩.\int_{U\cap\partial_{\mathscr{C}}P}\langle\omega,\partial\mu\rangle=\sum_{F\in\mathscr{C}_{n-1}}\int_{F\cap U}\langle\omega,\mu_{F}\rangle. (1.5.4.1)

Si ω\omega est ∂μ\partial\mu-intégrable, il résulte de nos constructions que l’on peut également écrire

∫U∩∂𝒞P⟨ω,∂μ⟩=∑F∈𝒞m−1,C∈𝒞>F∫F∩U⟨ω,∂μC+⟩,\int_{U\cap\partial_{\mathscr{C}}P}\langle\omega,\partial\mu\rangle=\sum_{\begin{subarray}{c}F\in\mathscr{C}_{m-1},\\ C\in\mathscr{C}_{>F}\end{subarray}}\int_{F\cap U}\langle\omega,\partial\mu_{C}^{+}\rangle,

où la notation ∂μC+\partial\mu_{C}^{+} est celle de 1.3.7, relative au demi-espace de ⟨C⟩\langle C\rangle bordé par ⟨F⟩\langle F\rangle et contenant CC.

On prendra garde qu’en général, ∂𝒞P\partial_{\mathscr{C}}P contient strictement le bord de PP. Dans ce cas, ∫∂𝒞⟨ω,∂μ⟩\int_{\partial\mathscr{C}}\langle\omega,\partial\mu\rangle fait intervenir des (n−1)(n-1)-faces qui sont intérieures à PP. En revanche, seules interviennent les faces qui ne sont pas harmonieuses.

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