फ्रेडहोम सूचकांक सामान्यीकरण करता है रैंक-शून्यता प्रमेय बैनच स्पेस जैसे अनंत-आयामी स्पेस के लिए। फ्रेडहोम ऑपरेटर [latex]T: X to Y[/latex] के लिए, इसका इंडेक्स [latex]text{ind}(T) = dim(ker(T)) – dim(text{coker}(T))[/latex] के रूप में परिभाषित किया जाता है, जहाँ कोकर्नेल का आयाम यह मापता है कि छवि संपूर्ण स्पेस से कितनी दूर है। ऑपरेटर के छोटे-मोटे बदलावों के बावजूद यह इंडेक्स एक स्थिर पूर्णांक मान होता है।
रैंक-शून्यता प्रमेय, [latex]dim(V) – text{rank}(T) = text{nullity}(T)[/latex], परिमित-आयामी सदिश स्थानों के बीच रैखिक मानचित्रों के लिए मान्य है। इस संदर्भ में, [latex]dim(V) – text{rank}(T)[/latex] कोकर्नेल का आयाम है, [latex]text{coker}(T) = W/text{im}(T)[/latex]। इस प्रकार, प्रमेय को [latex]dim(ker(T)) – dim(text{coker}(T)) = 0[/latex] के रूप में लिखा जा सकता है। फ्रेडहोम सूचकांक इस विचार को फ्रेडहोम ऑपरेटरों तक विस्तारित करता है, जो बानाच स्थानों के बीच परिबद्ध रैखिक ऑपरेटर हैं जिनके कर्नेल और कोकर्नेल दोनों परिमित-आयामी हैं।
ऐसे ऑपरेटर [latex]T: X to Y[/latex] के लिए, फ्रेडहोम सूचकांक [latex]text{ind}(T) = dim(ker(T)) – dim(text{coker}(T))[/latex] होता है। परिमित-आयामी स्थिति के विपरीत, जहाँ यह अंतर हमेशा शून्य होता है, अनंत-आयामी स्थानों के लिए, सूचकांक कोई भी पूर्णांक हो सकता है। सूचकांक का एक प्रमुख गुण इसकी स्थिरता है: यह ऑपरेटर के कॉम्पैक्ट विक्षोभ के तहत नहीं बदलता है। इसका अर्थ है कि यदि [latex]K[/latex] एक कॉम्पैक्ट ऑपरेटर है, तो [latex]text{ind}(T+K) = text{ind}(T)[/latex]।
कोकर्नेल की अवधारणा इस सामान्यीकरण के लिए महत्वपूर्ण है। किसी मानचित्र T: X → Y के लिए, छवि im(T) कोडोमेन Y का एक उपस्थान है। कोकर्नेल, coker(T), भागफल स्थान Y / im(T) है। इसका आयाम Y में उन स्वतंत्र दिशाओं की संख्या को मापता है जिन तक T नहीं पहुँचता है। परिमित आयामों में, रैंक-शून्यता प्रमेय का तात्पर्य है dim(ker(T)) = dim(coker(T))। अनंत आयामों में, यह समानता टूट जाती है, लेकिन इन दो सीमित आयामों के बीच का अंतर एक स्थिर पूर्णांक बना रहता है, जिसे फ्रेडहोम सूचकांक कहा जाता है।
यह स्थिरता सूचकांक को एक शक्तिशाली टोपोलॉजिकल इनवेरिएंट बनाती है। यह एटियाह-सिंगर सूचकांक प्रमेय में केंद्रीय भूमिका निभाता है, जो 20वीं शताब्दी के गणित के सबसे महत्वपूर्ण परिणामों में से एक है। यह प्रमेय एक कॉम्पैक्ट मैनिफोल्ड पर एक डिफरेंशियल ऑपरेटर के विश्लेषणात्मक सूचकांक को उस मैनिफोल्ड के टोपोलॉजिकल इनवेरिएंट से जोड़ता है। यह विश्लेषण और टोपोलॉजी के बीच की खाई को पाटता है, जिसके सैद्धांतिक भौतिकी और ज्यामिति में दूरगामी परिणाम हैं।
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