x 2i + A)( 1 yj 2 + B) u (v + B), y 1



Benzer belgeler
Ders 2: RP 1 ve RP 2 - Reel izdüşümsel doğru ve

Ders 10: Düzlemde cebirsel eğriler

Ders 8: Konikler - Doğrularla kesişim

Ders 2: Manifold, kritik noktaları ve indisleri

Alıştırmalara yanıtlar

sonlu altörtüsü varsa bu topolojik uzaya tıkız diyoruz.

Şimdi de [ ] vektörünün ile gösterilen boyu veya büyüklüğü Pisagor. teoreminini iki kere kullanarak

Cebir 1. MIT Açık Ders Malzemeleri

İç-Çarpım Uzayları ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr. Grv. Dr. Nevin ORHUN

13.Konu Reel sayılar

VEKTÖR UZAYLARI 1.GİRİŞ

Cebir 1. MIT Açık Ders Malzemeleri

Lineer Dönüşümler ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr. Grv.Dr. Nevin ORHUN

Soru Toplam Puanlama Alınan Puan

8.Konu Vektör uzayları, Alt Uzaylar

1 Vektör Uzayları 2. Lineer Cebir. David Pierce. Matematik Bölümü, MSGSÜ mat.msgsu.edu.tr/~dpierce/

İleri Diferansiyel Denklemler

9.Konu Lineer bağımsızlık, taban, boyut Germe. 9.1.Tanım: V vektör uzayının her bir elemanı

25. f: R { 4} R 28. ( ) 3 2 ( ) 26. a ve b reel sayılar olmak üzere, 27. ( ) eğrisinin dönüm noktasının ordinatı 10 olduğuna göre, m kaçtır?

Bu durumu, konum bazında bileşenlerini, yani dalga fonksiyonunu, vererek tanımlıyoruz : ) 1. (ikx x2. (d)

Ders 7: Konikler - Tanım

Lif çarpımı ve simplektik manifoldlar

Math 103 Lineer Cebir Dersi Ara Sınavı

7. BÖLÜM İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI .= Genel: Vektörler bölümünde vektörel iç çarpım;

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

10.Konu Tam sayıların inşası

EĞİTİM - ÖĞRETİM YILI 10. SINIF MATEMATİK DERSİ DESTEKLEME VE YETİŞTİRME KURSU KAZANIMLARI VE TESTLERİ

LİNEER CEBİR ve MÜHENDİSLİK UYGULAMALARI (MEH111) Dersi Final Sınavı 1.Ö

Matris Cebiriyle Çoklu Regresyon Modeli

Gök Mekaniği: Eğrisel Hareket in Kinematiği

0.1 Küme Cebri. Teorem 1 A ve B iki küme olmak üzere i) (A B) c = A c B c ii) (A B) c = A c B c

Cebir 1. MIT Açık Ders Malzemeleri

. [ ] vektörünü S deki vektörlerin bir lineer

ÖĞRENME ALANI TEMEL MATEMATİK BÖLÜM TÜREV. ALT ÖĞRENME ALANLARI 1) Türev 2) Türev Uygulamaları TÜREV

8. HOMOMORFİZMALAR VE İZOMORFİZMALAR

(a,b) şeklindeki ifadelere sıralı ikili denir. Burada a'ya 1. bileşen b'ye 2. bileşen denir.

Kuantum Grupları. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara. Münevver Çelik. Feza Gürsey Enstitüsü, İstanbul 10 Şubat, 2010

Math 103 Lineer Cebir Dersi Ara Sınavı

9. SINIF Geometri TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR

1.4. KISMİ SIRALAMA VE DENKLİK BAĞINTILARI

EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI MATEMATİK ANABİLİM DALI DERS PLANI Güz Yarı yılı HAFTALIK DERS

Cebirsel Fonksiyonlar

3. Ders. Mahir Bilen Can. Mayıs 11, Önceki Dersteki Sorular ile İlgili Açıklamalar

İleri Diferansiyel Denklemler

MAT355 Kompleks Fonksiyonlar Teorisi I Hafta 3

Bu bölümde Coulomb yasasının bir sonucu olarak ortaya çıkan Gauss yasasının kullanılmasıyla simetrili yük dağılımlarının elektrik alanlarının çok

Ders 9: Bézout teoremi

Özdeğer ve Özvektörler

Lecture 2. Mahir Bilen Can. Mayıs 10, 2016

Math 103 Lineer Cebir Dersi Final Sınavı

Math 103 Lineer Cebir Dersi Final Sınavı

Tanım 2.1. X boş olmayan bir küme olmak üzere X den X üzerine bire-bir fonksiyona permütasyon denir.

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 KÜMELER Bölüm 2 SAYILAR

Math 103 Lineer Cebir Dersi Final Sınavı

7. Ders. Mahir Bilen Can. Mayıs 17, 2016

Üç Boyutlu Uzayda Koordinat sistemi

İleri Diferansiyel Denklemler

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

A (B C) = {4, 5, 6} {2, 3, 4, 6, 7} = {4, 6} ; ve (A B) (A C) = {4, 6} {6} = {4, 6}. 6. Dağıtıcı yasayı Venn şeması yoluyla doğrulayınız.

TEKİRDAĞ SOSYAL BİLİMLER LİSESİ 10. SINIF MATEMATİK DERSİ YILLIK PLANI

İleri Diferansiyel Denklemler

T.C. Ölçme, Seçme ve Yerleştirme Merkezi

T.C. Ölçme, Seçme ve Yerleştirme Merkezi

T.C. ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ

MAT 101, MATEMATİK I, FİNAL SINAVI 08 ARALIK (10+10 p.) 2. (15 p.) 3. (7+8 p.) 4. (15+10 p.) 5. (15+10 p.) TOPLAM

LYS YE DOĞRU MATEMATİK TESTİ

1. Bir noktadan bir noktaya bir doğru çizilebilir (ve bu doğru tektir). 2. Bir doğru içinde bir doğru parçası (tek bir biçimde) genişletilebilir.

TEMEL BAZI KAVRAMLAR. Uzay: İçinde yaşadığımız sonsuz boşluktur. Uzay, bir noktalar kümesidir. Uzay, bütün varlıkları içine alır.

Uzayda iki doğrunun ortak dikme doğrusunun denklemi

BÖLÜM I MATEMATİK NEDİR? Matematik Nedir? 14

1984 ÖYS A) 875 B) 750 C) 625 D) 600 E) 500

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

28/04/2014 tarihli LYS-1 Matematik-Geometri Testi konu analizi SORU NO LYS 1 MATEMATİK TESTİ KAZANIM NO KAZANIMLAR 1 / 31

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 SAYILAR 11 Bölüm 2 KÜMELER 31 Bölüm 3 FONKSİYONLAR

TÜREV VE UYGULAMALARI

A A A A A A A A A A A

PERGEL YAYINLARI LYS 1 DENEME-6 KONU ANALİZİ SORU NO LYS 1 MATEMATİK TESTİ KAZANIM NO KAZANIMLAR

Yönlü doğru parçası: Zıt yönlü doğru parçaları: Eş yönlü doğru parçaları: Örnek-1. Paralel yönlü doğru parçaları:

sayıların kümesi N 1 = { 2i-1: i N } ve tüm çift doğal sayıların kümesi N 2 = { 2i: i N } şeklinde gösterilebilecektir. Hiç elemanı olmayan kümeye

MAT 302 SOYUT CEBİR II SORULAR. (b) = ise =

SORU 1: En az iki elemana sahip bir X kümesi ile bunun P (X) kuvvet. kümesi veriliyor. P (X) üzerinde 0 ; A = 1 ; A

MATEMATİK PROGRAMI YGS-LYS Matematik Çalışma Programı

MAT223 AYRIK MATEMATİK

Temel Kavramlar. (r) Sıfırdan farklı kompleks sayılar kümesi: C. (i) Rasyonel sayılar kümesi: Q = { a b

Matematikte karşılaştığınız güçlükler için endişe etmeyin. Emin olun benim karşılaştıklarım sizinkilerden daha büyüktür.

MATEMATÝK GEOMETRÝ DENEMELERÝ

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

ÖZDEĞERLER- ÖZVEKTÖRLER

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

SORULAR. 2. Noktaları adlandırılmamış 6 noktalı kaç ağaç vardır? Çizerek cevaplayınız.

MAT223 AYRIK MATEMATİK

Merhaba Arkadaşlar; Bizim okul(bergama Anadolu Öğretmen Lisesi) bu sene teftiş geçirdi. Ben aşağıdaki tebliğler dergisine göre seçmeli matematik

LYS TESTLERİNE YÖNELİK ALAN STRATEJİLERİ

Nokta uzayda bir konumu belirtir. Noktanın 0 boyutlu olduğu kabul edilir. Herhangi bir büyüklüğü yoktur.

Genel Graf Üzerinde Mutlak 1-merkez

Lineer Cebir. Doç. Dr. Niyazi ŞAHİN TOBB. İçerik: 1.1. Lineer Denklemlerin Tanımı 1.2. Lineer Denklem Sistemleri 1.3. Matrisler

Sunum ve Sistematik 1. ÜNİTE: TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR VE KOORDİNAT GEOMETRİYE GİRİŞ

Tesadüfi Değişken. w ( )

Analitik Geometri (MATH172) Ders Detayları

13. Karakteristik kökler ve özvektörler

Transkript:

Ders 11: Örnekler 11.1 Kulplarla inşalar Bu bölümde kulpları birbirine yapıştırıp tanıdık manifoldlar elde edeceğiz. Artık bu son ders. Özellikle dersin ikinci bölümünde son meyveleri toplamak adına koşarak ve boşluklar bırakarak ilerleyelim. S n : n-küre. n boyutlu küre bir 0- ve bir n- kulpun yani iki yarıkürenin birbirine yapıştırılmasıyla elde ediliyor (Alıştırma 16). g n : S n R n, (x 0,..., x n ) x n bir Morse fonksiyonu. S n S m. Bu çarpım manifoldunu R n+1 R m+1 içinde düşünelim. Bir önceki örnekteki fonksiyondan esinlenerek ve g n ve g m fonsiyonlarını kullanarak G = (g n +A, g m +B) : S n S m R, (x 0,..., x n, y 0,..., y m ) (x n +A)(y n +B) fonsiyonunu tanımlayalım. Burda A, B > 1 reel sayıları, kritik değerleri birbirinden ayrı elde etmek için kondu (aşağıdaki hesaba bakın). Şimdi, (x 0,..., x n, y 0,..., y m ) (x 1,..., x n, y 1,..., y m ) yamasında bu fonksiyon G : (x 1,..., x n, y 1,..., y m ) ( 1 x 2i + A)( 1 yj 2 + B) olarak verilir. İfadeyi kısaltmak için u = 1 x 2 i 1 ve v = yj 2 yazıp türevi hesaplayınca Dg(p) = x 1 u (v + B),..., x n u (v + B), y 1 v (u + A),..., y m v (u + A) buluruz. Bu yamada bu türevi sıfır yapan tek bir nokta var: x 1 =... = x n = y 1 =... = y m = 0. Bu nokta S n S m de ((0,..., 0, 1), (0,..., 0, 1)) noktasına karşılık geliyor. Alıştırma 37. Başka yamalarda çalışarak G fonksiyonunun toplam dört kritik noktası olduğunu gösterin: p ±± = ((0,..., 0, ±1), (0,..., 0, ±1)) Bu kritik noktalarda Hessian matrisi (±v + B)Hn (p H G (p ±± ) = ±± ) 0 0 (±u + A)H m (p ±± ) (±1 + B)Hn (p = ±± ) 0 0 (±1 + A)H m (p ±± ) 56

olur. Burda H i, g i fonksiyonunun Hessian matrisiydi (i = n, m). A, B > 1 olduğundan Hessian hiçbir kritik nokta için tekil değildir ve indisi H n ve H m ninkinin toplamıdır. Dolayısıyla S n S m manifoldu, n + m boyutlu dört kulpla inşa edilir: 0-kulp, n-kulp, m-kulp ve (n + m)-kulp. RP n : n boyutlu reel izdüşümsel uzay. R n+1 {0} kümesinde, R n+1 in aynı 1 boyutlu doğrusal altuzayında olma denklik bağıntısını düşünelim ve diye gösterelim. RP n uzayı, R n+1 / bölüm uzayı olarak tanımlanır. Küme olarak R n+1 vektör uzayının 1 boyutlu altuzayları kümesidir. (x 0,..., x n ) R n+1 {0} noktasının altında denklik sınıfını [x 0 : x 1 :... : x n ] olarak gösterelim. RP n için bir yama h j : R n U j RP n, (x 0, x 1,..., x j,..., x n ) [x 0 : x 1 :... : 1 :... : x n ] olarak alınabilir. Burda x j gösterimi, x j nin atlanmış olduğunu kastediyor. U j yamaları (j = 0,..., n), tüm RP n yi kaplar. 6 RP n üzerinde bir Morse fonsiyonu tanımlıyoruz. 0 < a 0 <... < a n reel sayıları alalım. f : RP n R, [x 0 :... : x n ] ai x 2 i x 2 i olsun. x 0 = 1 yamasında bu fonksiyon f : (x 1,..., x n ) a 0 + n 1 a ix 2 i 1 + n 1 x2 i biçiminde çalışır. Türevini hesaplayalım. Yukarıda paydaya u paya v diyerek, j = 1,..., n : f = 2a jx j x j u 2x jv u 2 = 2x j aj a u 2 0 + (a j a i )x 2 i i=j buluruz. Tüm bu türevleri sıfır yapmalıyız. j = n durumunda a n her a i den büyük olduğu için x n = 0 olmalı. j yi teker teker azaltarak, her i = 1,..., n için x i = 0 buluruz. Bu noktaya karşılık gelen RP n noktası [1 : 0 :... : 0] olur. Bu nokta bu yamadaki tek kritik nokta. 6 Bu konulara kolay bir giriş için Ferit Öztürk ün İzdüşümsel Geometri açık ders notlarına bakılabilir, http://www.math.boun.edu.tr/instructors/ozturk/yaz10m477/math477.htm 57

Alıştırma 38. Tüm n + 1 tane yamada benzer hesabı yaparak, f nin n + 1 kritik noktası olduğunu gösterin. Hessian matrislerini hesaplayarak bu noktaların dejenere olmadığını, indislerinin de 0, 1,..., n olduğunu kanıtlayın. Demek ki RP n, n + 1 tane kulpla inşa ediliyor; her k = 0,..., n için bir k-kulp var. RP 2 : Reel izdüşümsel düzlem. Yukardaki örnekte olanları izdüşümsel düzlem durumunda rahatça görüyoruz. RP 2, üç kulpla inşa ediliyor. 0-kulp D 2 den başka bir şey değil. Bir 1-kulp D 1 D 1. Bunu 0-kulpa (D 1 ) D 1 = {, } D 1 boyunca, yani ayrık iki aralık ile yapıştıracağız. Nasıl yapıştırılacağı yukarıdaki örnektekine benzer bir analizle keşfedilebilir ama biz bunu şimdilik atlayıp Şekil 16 daki gibi olduğunu ve böylece Möbius şeridinde homeomorf bir manifold elde edileceğini söylemekle yetinelim. 2- kulpu bu şeride (D 2 ) D 0 = S 1 boyunca yapıştıracağız. RP 2 böylece elde edilen kapalı bir yüzey olacak. İçinde bir Möbius şeridi olduğu için yönü olmayan bir yüzey olacak. 0-kulp 1-kulp Şekil 16: 11.2 Yapıştırma örnekleri Dersin başında manifoldları kulplara ayırma örnekleri verdik. Son örnekte 2 boyutlu bir 0-kulpla bir 1-kulpu yapıştırmamız gerekti. Sezgisel olarak bunu iki biçimde yapabiliriz. Yapıştıma sonucu topolojik olarak ya bir halka (S 1 I) elde ederiz ya da Şekil 16 da olduğu gibi bir Möbius şeridi. Şimdi bu olgu üstüne düşünelim. Birkaç tanım: n boyutlu bir k-kulp için (D k ) D n k = S k 1 D n k, yapışma bölgesi olarak adlandıralım. Bu bölgede kılçığın noktaları kümesine yani S k 1 {0} kümesine yapışma küresi diyelim 2 boyutlu 1-kulp: D1 D 1. Daha önce inşa edilmiş 2 boyutlu bir M manifoldunun kenarına bir 1-kulp yapıştıracağız. Şekil 17 de bunu nasıl yapabileceğimiz görülüyor. 1-kulpun yapışacak kenarı ayrık iki aralık idi; bunlar 58

D 1 1 ve D 1 2 olsun. Bu aralıkların her birinde kılçığın tek bir noktası var; bunlar da k 1 ve k 2 olsun; yani bu durumda yapışma küresi= {k 1, k 2 }. Yapıştırma işleminde aslında şunu yapıyoruz: önce herbir k i yi M ye yapıştırıyoruz. Sonra bu noktada D 1 i in teğet uzayının k i ye dik vektörlerini nasıl yapıştıracağımızı seçiyoruz. D 1 i in diğer noktaları da böylece yapışıyor. Dolayısıyla bizim bu dik vektörleri kaç biçimde yapıştırabileceğimize bakmamız lazım. T ki D 1 i uzayında k i ye dik vektörler uzayının boyutu 2 1 0. Burada 1 çıkarmamızın nedeni kulpun kenarının boyutunu bulmak, 0 çıkarmamızın nedeniyse k i ye (yapıştırma küresine) dik olanların boyutunu bulmak (Tamamen gereksiz bir hesap yaptığımızı düşünebilirsiniz, sabırlı olun). Bu dik vektörleri yapıştırma seçimini şöyle yapıyoruz: dik vektörler uzayına ortogonal bir taban seç, bunu karşıdaki tabana gönder. Şekil 17 de bu seçim şu soruya yanıt oluyor: karşıdaki kırmızı vektöre u 1 mi v 1 mi yapışsın? Dolayısıyla O(1) grubundan bir eleman seçmeliyiz. Yaptığımız iki seçim O(1) de birbirine yol bağlantılıysa gösterilebilir ki yapıştırma sonucu oluşan manifoldlar da birbirine homeomorf. Yani bizim O(1) in bağlantılı parça sayısına, π 0 (O(1)) e bakmamız gerek. π 0 (O(1)) = Z 2 olduğundan yapıştırma sonucu birbirinden farklı iki manifold elde edebiliriz. Bunlardan biri halka diğeri Möbius şeridi. v 1 k 1 k 1 u 1 Şekil 17: 2 boyutlu 1 kulpu yapıştırırken bir seçim gerekiyor. M n boyutlu 1-kulp: D1 D n 1. Değişen pek bir şey yok. Yapıştırma bölgesi şimdi (D 1 ) D n 1 = {, } D n 1 olacak. Yine kılçığın bu bölgede yalnızca iki noktası var. Dik vektörlerini nasıl yapıştıracağımızı seçsek yetiyor. Dik vektörler uzayının boyutu n 1 0. Dolayısıyla yapıştırmayı belirleyebilmek için O(n 1) grubundan bir eleman seçmeliyiz, yani sonuçta O(n 1) in bağlantılı parça sayısına, π 0 (O(n 1)) e bakmalıyız. Ama her n > 1 için 59

π 0 (O(1)) = Z 2 olduğundan bir 1-kulpu yapıştırmanın her boyutta iki yolu var. Gösterilebilir ki bunlardan biri yönlü diğeri yönü olmayan manifoldlar üretiyor. 4 boyutlu 2-kulp: D 2 D 2. Şimdi yapıştırma küresi S 1 {0}. Yani önce bu çemberi yapıştıracağız, sonra çember boyunca dik vektörlerin nasıl yapışacağına karar vereceğiz. Dik vektörlerin uzayı 4 1 1 boyutlu. Burada ikinci 1, yapıştırma küresinin boyutu. Şimdi S 1 boyunca S 1 e dik bir ortogonal taban silsilesi seçmeliyiz. Demek ki seçimlerimiz O(2) den olmalı. Bir noktada tabanı standart seçersek (yani O(2) den I birim matrisini seçersek) birim gösterilebilir ki homotopik seçimleri bir tutarak π 1 (O(2), I) kadar seçeneğimiz var. Bu grup da Z den başka bir şey değil. Dolayısıyla, 4 boyutlu bir 2-kulp yapıştırmak için (1) kulpun kılçığının nereye yapışacağını seçmek gerekiyor, yani S 1 in M içindeki görüntüsünü seçmek, yani bir düğüm seçmek. (2) Sonra S 1 boyunca bir dik taban silsilesi seçmek gerek. Ama gördük ki bu seçim Z nin bir elemanını seçmeye denk. Seçilen her tamsayının geometrik anlamı aşikar: bu sayı, S 1 i düğüme yapıştırırken S 1 e dik yönün düğüme dik yöne göre kaç kez dolanacağını sayıyor. 1 1 S 3 = B 4 Şekil 18: Bu çemberlere birer tane 2-kulp yapışacak. Çıkan manifoldun kenarı RP 3. Şekil 18 şunu anlatıyor: M = D 4, M = S 3 olsun. S 3 te resimde görünen düğümleri seçtim (düğüm olmamış ama birbirine düğümlü). İki tane 2-kulpun kılçığını bunlara yapıştır. Yapıştırma sırasında herbir kılçığa dik vektörler düğüme dik vektörlere göre (sağ el kuralına göre) 1 kez dönsün. Resimde böylece inşa edilen kenarlı 4-manifoldun RP 3 e homeomorf olduğu gösterilebilir. Dersi bitirelim, sınırlarını çoktan aştık. Bunlar başka bir dersin konusu olabilir. 60