用語集
微分形式 と 外積びぶんけいしき
外積 を 高次元 へ 拡張 し た 大学数学 の 概念。 物理 (電磁気・相対論) で 必須。 (発展)
数学
微分形式とは、大学で学ぶ多変数解析の概念で、高校の外積を 次元へ抽象化・体系化したものです。(発展)
| 概念 | 役割 |
|---|---|
| 1 形式 | 線積分の対象 |
| 2 形式 | 面積分の対象(外積の一般化) |
| 外微分 | 微分・回転・発散をまとめた操作 |
1 形式・2 形式・微分・積分を統一した言語で、ストークスの定理(グリーンの定理やガウスの発散定理を含む)が 1 つの式 で書けるのが大きな利点です。高校の外積(2 ベクトルから面積をもつ量を作る)の発想を、より高次元へ広げたものといえます。電磁気学のマクスウェル方程式や、一般相対論の基本言語にもなっています。
ポイント 高校の外積(面積・体積の代数化)が、大学では微分形式へと発展する。発展的な内容だが「外積の一般化」と位置づけると見通しがよい。