Форма связности
Фо́рма свя́зности, линейная дифференциальная форма на главном расслоенном пространстве , которая принимает значения в алгебре структурной группы пространства , определяется некоторой линейной связностью в и сама определяет эту связность однозначно. По связности значение формы связности , где , , определяется как тот элемент в , который в действии на порождает вторую компоненту вектора относительно разложения в прямую сумму , где – слой, содержащий , а – горизонтальное распределение связности . По форме связности горизонтальное распределение , а тем самым и связность , восстанавливается следующим образом.
Теорема Картана – Лаптева: чтобы некоторая форма на со значениями в была формой связности, необходимо и достаточно следующее: 1) при значением является тот элемент в , который в действии на порождает , 2) -значная 2-форма
составленная из , является полубазовой, или горизонтальной, т. е. , если хотя бы один из векторов и принадлежит . 2-форма называется формой кривизны связности. Если в задан базис , то условие 2) выражается локально в виде равенств:
где – некоторые линейно независимые полубазовые 1-формы. В такой форме необходимость условия 2) установил Э. Картан (Cartan. 1926); его достаточность при выполнении условия 1) доказал Г. Ф. Лаптев (Лаптев. 1953). Уравнения (*) на компоненты формы связности называются структурными уравнениями связности в , в них составляют объект кривизны.
Пусть , в качестве примера, является пространством аффинных реперов в касательных пространствах -мерного гладкого многообразия . Тогда и являются соответственно группой и алгеброй Ли матриц вида
и
В силу теоремы Картана – Лаптева -значная 1-форма
на является формой связности некоторой аффинной связности на тогда и только тогда, когда
Здесь и составляют соответственно тензор кручения и тензор кривизны аффинной связности на . Последние два уравнения на компоненты формы связности называются структурными уравнениями полученной на аффинной связности.