2. Невырожденная скобка. Симплектическая структура.
Если скобка Пуассона является невырожденной, то ей однозначно сопоставляется замкнутая невырожденная
-форма. Действительно, для любой гладкой функции F операция
является дифференцированием и задает некоторый касательный вектор на М. Все касательные векторы можно представить в таком виде. Определим
-форму
по формуле
Из аксиом
следует, что она билинейна, кососимметрична, невырождена и замкнута. Эта
-форма называется симплектической структурой, а многообразие М — симплектическим многообразием. В общем случае форма
имеет вид
, где
в каноническом случае
. К такому виду по теореме Дарбу [3] приводится локально всякая симплектическая структура.
Обратно, невырожденная форма
позволяет установить изоморфизм касательного ТХМ и кокасательного пространств: вектору
ставится в соответствие
-форма
где
. Пусть
— обратное отображение. Легко проверить, что скобка Пуассона двух функций F, G, заданная формулой
удовлетворяет условиям
и условию невырожденности.