*112577*
Математика/1. дифференциальные и интегральные уравнения.
К. ф.-м. н.
Труппова В.А.
Иркутский
государственный технический университет, Россия.
Геометрия нормальной системы дифференциальных уравнений в пространстве
Минковского.
 
Известно
[1], что метрика в пространстве Минковского определяется формулой
                            .                                              
(1)
 .                                              
(1)
Будем
использовать две системы координат   и
 и  , причем, систему
, причем, систему   назовем абсолютной, а
 назовем абсолютной, а  - относительной.
 - относительной.
Полная
группа движений метрики (1), определяемая формулами
                           (2)
                                                            (2)
называется
группой Пуанкаре π [1].
       Пусть формулами  определяется
разложение дифференциалов векторов относительно координат
   определяется
разложение дифференциалов векторов относительно координат  , тогда формы
, тогда формы  , которые являются ее левоинвариантными формами группы
Пуанкаре, должны удовлетворять соотношениям
, которые являются ее левоинвариантными формами группы
Пуанкаре, должны удовлетворять соотношениям  ,
,   ,
,   .
.
Обычным
путем [2] получаем деривационные формулы канонического репера кривой  
                          ,
,   ,
,   (3)
                                                         (3)
                               ,
,   .
.
В
случае пространства  построенный репер
совпадает с репером Френе [1], а при определенных обозначениях с репером в
пространстве
 построенный репер
совпадает с репером Френе [1], а при определенных обозначениях с репером в
пространстве  [3].  В (3) штрих означает производную по длине
дуги S.
 [3].  В (3) штрих означает производную по длине
дуги S. 
Формулы
                       ;
;    (4)
            (4)
вместе
с (2) определяют представление группы Пуанкаре π в пространстве  .  Дифференцируя (4) в
пространстве
.  Дифференцируя (4) в
пространстве  , получим структурные формы пространства
, получим структурные формы пространства
                    ;
;   
                           .
.
 Формы  ,
,  ,
,  определяются через
дифференциалы
 определяются через
дифференциалы  абсолютных координат
  абсолютных координат
 , по формулам
, по формулам
                          ,
,   ;
;   .                         (5)
.                         (5)
Пусть
в абсолютной системе координат задана система дифференциальных уравнений
второго порядка [4]
                                      ,                                                               (6)
,                                                               (6)
а
также интегральная кривая  . Уравнениями (6) в пространстве
. Уравнениями (6) в пространстве  определяется
поверхность, которую обозначим V7.
 определяется
поверхность, которую обозначим V7.
Из
(5) следуют соотношения
                            ,
,
подставляя
которые в (6), приходим к 
                                            ,
,
где
                                   .
. 
Тем
самым получили уравнения поверхности V7 в репере 
                              ;
;
                                          
и их
первое продолжение
                             
                               .
.
Приведем
формулы, полученные в результате фиксации репера   на поверхности V7:
 на поверхности V7:
                     
                               
                       .
.
Величина
 является инвариантом,
так как при
 является инвариантом,
так как при  то есть
то есть  .
.
Инварианты
кривой  из (3) в случае,
когда
 из (3) в случае,
когда  - интегральная кривая для системы (6) выражаются через
объекты поверхности V7 в каноническом репере по формулам:
- интегральная кривая для системы (6) выражаются через
объекты поверхности V7 в каноническом репере по формулам:
                            ,                     
                                        (7)
,                     
                                        (7)
где
                          (8)
                              (8)
                    .
.
 
Литература.
1.                
Дубровин Б.А., Новиков
С.П., Фоменко А.Г. Современная геометрия. – М.: Наука, 1978. – 759 с.
2.                
Фиников С.П. Метод
внешних форм Картана, - М. – Л.: ОГИЗ, 1948, - 432 с.
3.                
Розенфельд Б.А.,
Неевклидовы пространства. – М.: Наука, 1969, - 547 с.
4.                
Труппова В.А., Система
дифференциальных уравнений в пространстве одномерных касательных элементов
второго порядка. – Вестник ИрГТУ №6(46), 2010, - 295 – 298 с.