https://repositorio.ufba.br/handle/ri/40468
Tipo: | Dissertação |
Título: | Integrabilidade segundo Darboux de sistemas que descrevem aplicações harmônicas. |
Título(s) alternativo(s): | Darboux integrability of systems describing harmonic applications. |
Autor(es): | Arouca, Igor Barbosa |
Primeiro Orientador: | Ferraioli, Diego Catalano |
metadata.dc.contributor.referee1: | Ferraioli, Diego Catalano |
metadata.dc.contributor.referee2: | Mandolesi, André Luís Godinho |
metadata.dc.contributor.referee3: | Silva, Tarcísio Castro |
Resumo: | O objetivo deste trabalho é estudar a integrabilidade segundo Darboux de alguns sistemas diferenciais exteriores de Euler-Lagrange que geometricamente descrevem aplicações harmônicas. Em particular, consideramos as aplicações harmônicas do espaço de Minkowski bidimensional para variedades Riemannianas bidimensionais e provamos que, localmente, e a menos de isometrias, os sistemas deste tipo que são integráveis segundo Darboux com até 1-prolongamento são somente 4. Classificamos portanto, a menos de transformações de ponto, os correspondentes sistemas hiperbólicos de equações diferenciais a derivadas parciais de Euler-Lagrange. O trabalho se subdivide em cinco capítulos. No Capítulo 1, revisamos as principais preliminares, dentre as quais a teoria dos fibrados, dos espaços de jatos e dos sistemas diferenciais exteriores. Em particular, apresentamos a noção de integrabilidade segundo Darboux de um sistema diferencial exterior. No Capítulo 2, apresentamos o formalismo variacional de Poincaré-Cartan, introduzindo conceitos fundamentais para este estudo, dentre os quais a geometria de multicon- tato e a forma de Poincaré-Cartan. No Capítulo 3, calculamos o sistema diferencial exterior de Euler-Lagrange para aplicações harmônicas entre variedades pseudo-Riemannianas. No Capítulo 4, restringimos e adaptamos os cálculos do Capítulo 3 às aplicações harmônicas do espaço de Minkowski bidimensional para variedades Riemannianas bidimensionais. Estudamos então a integrabilidade segundo Darboux dos sistemas diferenciais exteriores de Euler-Lagrange que descrevem essas aplicações, e encontramos assim condições para a integrabilidade segundo Darboux desses sistemas em termos da curvatura de Gauss das variedades de contradomínio das aplicações harmônicas. Finalmente, no Capítulo 5, elucidando os resultados de classi- ficação obtidos por R.Ream, J.N. Clelland e P.J. Vassiliou, classificamos as métricas e os sistemas de equações diferenciais das correspondentes aplicações harmônicas, para os quais os sistemas diferenciais exteriores de Euler-Lagrange são integráveis segundo Darboux com até 1-prolongamento. |
Abstract: | This work aims to study the Darboux integrability of some Euler-Lagrange exterior differential systems that geometrically describe harmonic maps. In particular, we consider harmonic maps from the 2-dimensional Minkowski space to 2-dimensional Riemannian manifolds and prove that locally and up to isometries, there are only four such systems that are Darboux integrable up to 1-prolongation. Therefore, we classify, up to point transformations, the corresponding hyperbolic systems of Euler-Lagrange partial differential equations. The work is subdivided into five chapters. Chapter 1 reviews the main preliminaries, including the theory of bundles, jet spaces, and exterior differential systems. In particular, we present the notion of Darboux integrability of an exterior differential system. Chapter 2 presents the Poincaré-Cartan variational formalism, introducing fundamental concepts for this study, including multi-contact geometry and the Poincaré-Cartan form. In Chapter 3, we calculated the Euler-Lagrange exterior differential system for harmonic maps between pseudo-Riemannian manifolds. In Chapter 4, we restrict and adapt the calculations from Chapter 3 to harmonic maps from 2-dimensional Minkowski space to 2-dimensional Riemannian manifolds. We then study the Darboux integrability of Euler-Lagrange exterior differential systems describing such maps and find conditions for this kind of integrability in terms of the Gauss curvature of the codomain manifolds. Finally, in Chapter 5, elucidating the classification results obtained by R.Ream, J.N. Clelland and P.J. Vassiliou, we classify the metrics and systems of differential equations of the corresponding harmonic applications, whose Euler-Lagrange exterior differential systems are Darboux integrable up to 1-prolongation. |
Palavras-chave: | Integrabilidade segundo Darboux Aplicações harmônicas Sistemas diferenciais exteriores Formalismo variacional de Poincaré-Cartan |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora / Evento / Instituição: | Universidade Federal da Bahia |
Sigla da Instituição: | UFBA |
metadata.dc.publisher.department: | Instituto de Matemática |
metadata.dc.publisher.program: | Pós-Graduação em Matemática (PGMAT) |
Citação: | AROUCA, Igor Barbosa. Integrabilidade segundo Darboux de sistemas que descrevem aplicações harmônicas. 2024. 109 f. Dissertação (Mestrado em Matemática) - Instituto de Matemática e Estatística - IME, Universidade Federal da Bahia, Salvador (Bahia), 2024. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/40468 |
Data do documento: | 28-Jun-2024 |
Aparece nas coleções: | Dissertação (PGMAT) |
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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