Si a=3x dy, ¿qué coeficiente multiplica dx∧dy en da?
PISTA 1
Una pista
Deriva 3x.
Un desarrollo posible.
Aplica Leibniz: d(3x dy)=d(3x)∧dy+3x d(dy).
d(3x)=3dx y d(dy)=d²y=0, de modo que da=3dx∧dy.
El coeficiente que multiplica dx∧dy es 3; no aparece signo negativo porque no se cambia el orden.
EJERCICIO 2 / 5Respuesta comprobable
Tu reto 2.
¿Cuánto vale d²χ para una función suave?
PISTA 1
Una pista
La derivada exterior al cuadrado es cero.
Un desarrollo posible.
Una función suave χ es una forma de grado cero y dχ es una forma de grado uno.
La derivada exterior satisface d∘d=0 sobre todas las formas suaves.
Por tanto d²χ es la 2-forma cero y su valor pedido es 0; esta identidad explica la invariancia de da bajo a↦a+dχ.
EJERCICIO 3 / 5Respuesta comprobable
Tu reto 3.
¿Cuál es la dimensión real de U(1)?
PISTA 1
Una pista
Es la circunferencia.
Un desarrollo posible.
U(1) es el conjunto de complejos z con |z|=1, que en R² es la circunferencia x²+y²=1.
Cerca de cualquier punto se puede elegir un intervalo angular y parametrizar por θ↦eⁱθ.
La derivada i eⁱθ es no nula, así que un parámetro real local basta y la dimensión real es 1.
EJERCICIO 4 / 5Razonamiento · revisión personal
Tu reto 4.
Prueba que una curvatura abeliana F=da es cerrada.
PISTA 1
Una pista
Aplica otra derivada exterior.
Un desarrollo posible.
En la notación real abeliana se define F=da para una 1-forma suave a.
Aplicar d produce dF=d(da)=d²a.
La identidad d²=0 da dF=0.
Para conexiones generales la versión correcta es d_AF=0 y contiene términos de corchete.
EJERCICIO 5 / 5Razonamiento · revisión personal
Tu reto 5.
Explica la diferencia entre gauge local y curvatura.
PISTA 1
Una pista
Compara descripción y cantidad geométrica.
Un desarrollo posible.
Una sección local s fija una referencia en las fibras y produce el potencial A=s*ω; otra sección s h da A′=h⁻¹Ah+h⁻¹dh.
Para U(1), escribiendo A=i a y h=eⁱχ, esto se reduce a a′=a+dχ, de modo que la descripción cambia con la referencia.
Su curvatura real permanece da porque d²χ=0.
En el caso no abeliano la curvatura se transforma por conjugación; además, incluso en el abeliano, la holonomía global puede contener información que la curvatura sola no determina.