Русская Википедия:Формула Сантало

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Формула Сантало́ — следствие теоремы Лиувилля о сохранении фазового объёма применяемая для интегрирования функций заданных на расслоении единичных сфер риманова многообразия. А именно она даёт возможность сначала интегрировать по каждой геодезической отдельно, а затем по пространству всех геодезических.

Этот инструмент используется при доказательстве изопериметрических неравенств,[1] а также результатов жёсткости.[2]

Формула названа в честь Луиса Сантало, который доказал её в 1952 году.[3][4]

Формулировка

Пусть <math>(M,g)</math> — компактное, ориентированное риманово многообразие с краем <math>\partial M</math>. Предположим, что длины геодезических в <math>M</math> ограничены, то есть любая геодезическая выходит на границу за определённое время. Пусть <math> \varphi_t\colon SM\to SM</math> обозначает геодезический поток на расслоении единичных сфер <math> SM</math>. Тогда

<math>\

\int\limits_{v\in SM} f(v)\cdot \mu = \int\limits_{w\in S_+\partial M} \left[ \int\limits_0^{\tau(w)} f(\varphi_t(w)) \cdot dt \right]\cdot \cos\theta(w)\cdot \sigma</math> для любой интегрируемой функции <math>f</math> на <math> SM</math>. При этом мы предполагаем, что

  • <math> \theta(w) </math> — угол между <math> w </math> и направленной внутрь нормалью к <math>\partial M</math> в базовой точке вектора <math> w\in S_+\partial M</math> то есть вектора с базовой точкой на границе <math>\partial M</math> направленного внутрь <math>M</math>.
  • <math> \mu </math> а также <math> \sigma </math> являются римановыми формами объема относительно метрики Сасаки на <math> SM </math> и <math> S_+\partial M </math>.
  • <math>\tau(w)</math> обозначает время выхода геодезической с начальными условиями <math> w \in S_+\partial M </math>; то есть
    <math>\tau(w) = \sup\{t\ge 0: \forall s\in [0,t]:~ \varphi_s(x,v)\in SM \} </math>

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

  1. Croke, Christopher B. "A sharp four dimensional isoperimetric inequality." Commentarii Mathematici Helvetici 59.1 (1984): 187–192.
  2. Ilmavirta, Joonas, and François Monard. "4 Integral geometry on manifolds with boundary and applications." The Radon Transform: The First 100 Years and Beyond 22 (2019): 43.
  3. Santaló, Luis Antonio. Measure of sets of geodesics in a Riemannian space and applications to integral formulas in elliptic and hyperbolic spaces. 1952
  4. Santaló, Luis A. Integral geometry and geometric probability. Cambridge university press, 2004