Обобщенная теорема Якоби–Шаля в неевклидовых пространствах
Г. В. Белозеровa,
А. Т. Фоменкоab a Механико-математический факультет, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
b Московский центр фундаментальной и прикладной математики
Аннотация:
Классическая теорема Якоби–Шаля утверждает, что касательные линии, проведенные к каждой точке геодезической на
$n$-осном эллипсоиде в евклидовом
$n$-мерном пространстве, касаются помимо этого эллипсоида еще
$n-2$ софокусных с ним квадрик, общих для всех точек этой геодезической. Эта теорема обеспечивает интегрируемость геодезического потока на эллипсоиде. Недавние результаты Г. В. Белозерова и В. А. Кибкало показывают, что аналогичная теорема справедлива для произвольного пересечения софокусных квадрик в евклидовом пространстве. В настоящей работе показано, что геодезический поток на пересечении нескольких софокусных квадрик в псевдоевклидовых пространствах
$\mathbb R^{p,q}$, а также в пространствах постоянной кривизны является интегрируемым. В качестве следствия доказан аналогичный результат для софокусных биллиардов на таких пересечениях. При этом показано, что в случае размерности 2 последний результат нельзя распространить на поверхности, локально неизометричные пространствам постоянной кривизны.
Библиография: 15 названий.
Ключевые слова:
геодезический поток, интегрируемая система, софокусные квадрики, эллиптические координаты, теорема Якоби–Шаля.
MSC: 37D40,
51N35,
53C22 Поступила в редакцию: 27.03.2024 и 19.04.2024
DOI:
10.4213/sm10099