Wir können nun eine Ableitung einer k-Form zu einer (k+1)-Form definieren, indem wir einfach die Koeffizienten ableiten.
Die Ableitung ist mit dem Dachprodukt und gleichzeitig mit dem Vorschalten einer Funktion (Variablensubstitution) verträglich!
Zweifaches Anwenden der Ableitung ergibt Null.
Sei g : R n → R {\displaystyle g:\mathbb {R} ^{n}\rightarrow \mathbb {R} } differenzierbar. Durch Multiplikation von ∇ g {\displaystyle \nabla g} mit einem Vektor v {\displaystyle v} erhält man eine 1 {\displaystyle 1} -Form, nämlich d g ( v ) {\displaystyle dg(v)}
Definition
Sei w ∈ W k ( R p n ) {\displaystyle w\in W^{k}(\mathbb {R} _{p}^{n})} . Die äußere Ableitung von w ist
Beispiel
Für
gilt
Satz
a) Für a , b ∈ W 0 ( R p n ) , c ∈ R {\displaystyle a,b\in W^{0}(\mathbb {R} _{p}^{n}),c\in \mathbb {R} } gilt: d {\displaystyle d} ist linear und lässt sich auf das Produkt anwenden
Seien w 1 , w 2 ∈ W k ( R p n ) , c ∈ R {\displaystyle w_{1},w_{2}\in W^{k}(\mathbb {R} _{p}^{n}),c\in \mathbb {R} } und f : R n → R m {\displaystyle f:\mathbb {R} ^{n}\rightarrow \mathbb {R} ^{m}} differenzierbar. Dann gilt d {\displaystyle d} ist linear, lässt sich auf das Dachprodukt anwenden, zweifache Anwendung von d {\displaystyle d} ergibt Null und d {\displaystyle d} vertauscht mit f ∗ {\displaystyle f^{\ast }} .
Beweis
:
a)
b)
c) Da d b {\displaystyle db} an d x 1 , … , d x k {\displaystyle dx_{1},\ldots ,dx_{k}} vorbeigezogen wird, gilt
d) 1. Fall: Für eine 0-Form w : R n → R {\displaystyle w:\mathbb {R} ^{n}\rightarrow \mathbb {R} } gilt
Mit
folgt:
2. Fall: Sei w = ∑ a I d x I {\displaystyle w=\sum a_{I}dx_{I}} . Wegen b) reicht es, w = a I d x I {\displaystyle w=a_{I}dx_{I}} zu betrachten.
Nach c) gilt
Somit
e) 1. Fall: Sei g : R n → R {\displaystyle g:\mathbb {R} ^{n}\rightarrow \mathbb {R} } differenzierbar, also eine 0-Form.
2. Fall: Sei w = ∑ I a I d x I {\displaystyle w=\sum _{I}a_{I}dx_{I}} eine k-Form.