Кіріспе

Математикада, кейбір бөлшектік дифференциалдық теңдеулер жүйелері, олардың жатқандағы геометриялық және алгебралық құрылымы тұрғысынан, дифференциалдық формалар жүйесі арқылы тиімді түрде тұжырымдалады. Бұл идея дифференциалдық форманың кішік көптікке шектелуінен және осы шектеудің сыртқы туындымен сәйкес келуінен пайдалану болып табылады. Бұл, мысалы, интегралданатын жүйелердің Лакс жұптарын қоса алғанда, белгілі бір артық анықталған жүйелерге қолданылатын тәсілдердің бірі. Пфаффиандық жүйе тек 1-формалармен беріледі, бірақ теорияда дифференциалдық жүйенің басқа да түрлері бар. Нақтырақ айтқанда, Пфаффиандық жүйе – тегіс көптік үстіндегі 1-формалар жиыны (жүйеге шешім табу үшін олар нөлге тең етіледі). Дифференциалдық 1-формалар жиыны берілген, өлшемді көптік үшін, интегралдық көптік – суға батып кеткен (қажетті түрде енбеген) кішік көптік, оның кез келген нүктесіндегі жанама кеңістік (кері тартылу арқылы) олардың бәрімен де жойылған. Максималды интегралдық көптік – суға батып кеткен (қажетті түрде енбеген) кішік көптік, сондықтан формалар бойынша шектеу картасының ядросы, көптіктің кез келген нүктесінде олармен керілетін. Егер олар сызықтық тәуелсіз болса, онда өлшемді болады. Пфаффиандық жүйе, егер ол максималды интегралдық көптіктермен жапырақтанса, толық интегралданады деп айтылады. (Жапырақтанған бөліністің тұрақты болуы міндетті емес, яғни жапырақтар кішік көптіктерге енбеуі мүмкін.) Интегралдану шарты – жеткілікті жоғары өлшемді интегралдық кішік көптіктердің болуын қамтамасыз ететін шарт.

Қажетті және жеткілікті шарттар

Пфаффиандық жүйенің толық интеграциялануы үшін қажетті және жеткілікті шарттар Фробень теоремасымен берілген. Бір түрінде, егер αi жиынымен алгебралық түрде туындаған идеал, Ω(M) сақинасының ішінде дифференциалды жабық болса, яғни,

жүйе максималды интегралдық көпқырлылықтармен жапырақтандырылуға ие болады. (Керісі анықтамаларынан түсінікті.)

Жалпылау

Дифференциалдық жүйелерде интегралдану шарттарына көптеген жалпыламалар бар, олар міндетті түрде бір формалармен туындамайды. Олардың ең белгілілері – тек нақты аналитикалық дифференциалдық жүйелерге ғана қолданылатын Картан-Кейлер теоремасы және Картан-Кураниши ұзарту теоремасы. Толығырақ ақпарат алу үшін "Қосымша оқу" бөлімін қараңыз. Ньюландер-Ниренберг теоремасы дерлік күрделі құрылым үшін интегралдану шарттарын ұсынады.