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Mathematics Undergraduate

この問題が何にも分からないのですが、解いてくれる方いますか?お願いします。

問6| R°の領域D上で定義された正則曲面p:D→R®は E=G かつ F=0 を満たすとする.(このような(u, v) を等温座標系という.)ガウス枠ア= (pu, Pu, U)の微 分を用いて,行列値関数u, Vを F= FU, F。= FV と定める。ガウス曲率を K, 平均曲率をHとする.正方行列U, V に対し [U, V] を [U, V] = UV -VU とおく、以下の問いに答えよ。 (1) KとHをE, L, M, N を用いて表せ、(答えのみで良い。) (2) ガウス·ワインガルテンの公式はクリストッフェル記号T%(i,, k = 1,2) とワイン ガルテン行列A=i-'iiを用いて次のように表される: -T Pu+ T Pe+ Ly, Puu =Ta Pu+T Po+ Mv, Ta Pu+ T Po+ Nv, V=-A P- APor V,= -A Pu- A po. Puu = Puv = 「, , T, T, r, TをEを用いて表せ、また,A, A3, Ab, A3, を E, L, M, Nを用いて表せ、(答えのみで良い。) (3) U, Vを E, L, M, N を用いて表せ、(答えのみで良い。) (4) U, V]を計算すると次のように表される: E,(L- N) - 2E,M 0 -A 2E2 4, V = E,(L- N) + 2E,M 0 A 2E2 B C 0 A, B, C を E, L, M, N を用いて表せ、 (5) 可積分条件U。- V。= U, V), つまりガウス·コダッチ方程式は次のように表される: A(log E) = EX,, L,- M, = H X2, M,- Nu = H X3. このとき,X,, X2, X, をK, E を用いて表せ、 間7| nを整数とする。R? の領域 D上で定義された正則曲面p:D→R’に対して,その第一

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Mathematics Undergraduate

残りの部分のうち〜のところで、「基本的な公式を変数変換して積分する」とはどういう意味でしょうか。 また、m>1の項は部分積分によって漸化式を作ってm=1に帰着するとはどういうことでしょうか。 教えてください。

楕円積分の前に, もっと簡単な積分をおさらいしておく、有理関数 多項式 多項式 arctan の組合せで書ける。詳しくは微積分の教科書)をご覧いただきたいが, お およそ次のような順番で証明する2)まず R(r) を部分分数分解する: R(z)の積分|R(z)dzは,有理関数,対数関数 log と逆正接関数 dim xteim 12 mj h mj Cim (2.2) R(z) = P(z)+2 2 + 2 と リーム+1 m=1((z-a,)+b})"* j=1m=1(c-a;)" ここで,P(x)は多項式,a, b, Cm, dpm, Ejm は実数,ム, le, m, は正の整数である.ゴ チャゴチャ面倒になったように見えるが,要は各パーツが簡単に積分できるよう に分解した,というのがアイディア. 多項式 P(z)は ST S(りひ 京をのきさ 2n+1 J* dz = (n:自然数) n+1 sbe という公式によって積分でき, 結果は多項式になる。 残りの部分のうちの m=1の項は, 基本的な公式3) ハ+ 食館 de : log (r-a), ミ C-a de S +1 arctan x, 2.c dc S? = log(z?+1) 2+1 を変数変換して積分する. m>1の項は, 部分積分によって漸化式を作ってm =1の場合に帰着する。

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