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Démonstration. [01M5]

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Démonstration.

On peut supposer que V=𝐑nV=\mathbf{R}^{n}, V+=𝐑+×𝐑n−1V_{+}=\mathbf{R}_{+}\times\mathbf{R}^{n-1}, et que le vecteur-volume μ\mu est égal à e1∧⋯∧ene_{1}\wedge\dots\wedge e_{n}. Posons

ω=α∧d′′⁡β−d′′⁡α∧β.\omega=\alpha\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\beta-\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\alpha\wedge\beta.

Considérant ω\omega comme une (n−1)(n-1)-forme à coefficients dans le fibré vectoriel trivial Λn​V→∗\Lambda^{n}\overrightarrow{V}^{*}, la formule de Stokes usuelle assure que

∫V+𝑑ω=∫∂V+ω.\int_{V_{+}}\mathrm{d}\omega=\int_{\partial V_{+}}\omega.

Par ailleurs,

d​ω=(α∧d′​d′′⁡β−d′​d′′⁡α∧β)+(d′⁡α∧d′′⁡β+d′′⁡α∧d′⁡β).\mathrm{d}\omega=(\alpha\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime}\mathrm{d}^{\prime\prime}}\beta-\mathop{\mathrm{d}^{\prime}\mathrm{d}^{\prime\prime}}\alpha\wedge\beta)+(\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\alpha\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\beta+\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\alpha\wedge\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\beta).

Pour démontrer le lemme, il suffit donc de prouver d′α∧d′′β=−d′′α∧d′β\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\alpha\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\beta=-\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\alpha\wedge\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\beta. Comme toute forme de type (n,n)(n,n) est symétrique et p+q=n−1p+q=n-1, on a

d′⁡α∧d′′⁡β\displaystyle\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\alpha\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\beta =d′⁡α∧J​d′⁡J​β\displaystyle=\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\alpha\wedge\mathrm{J}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\mathrm{J}\beta
=(−1)q​d′⁡α∧J​d′⁡β\displaystyle=(-1)^{q}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\alpha\wedge\mathrm{J}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\beta
=(−1)n+q​J​d′⁡α∧d′⁡β\displaystyle=(-1)^{n+q}\mathrm{J}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\alpha\wedge\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\beta
=(−1)​J​d′⁡J​α∧d′⁡β\displaystyle=(-1)\mathrm{J}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\mathrm{J}\alpha\wedge\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\beta
=−d′′α∧d′β,\displaystyle=-\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\alpha\wedge\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\beta,

d’où le lemme. ∎

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