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¿Por qué es el valor de un valor regular de$F(x,v)=df_x(v)$ finito?

Esto viene como parte de una cuestión más amplia de la que muestra un compacto $n$-dimensiones del colector puede ser sumergido en $\mathbb{R}^{2n-1}$, excepto en un número finito de puntos.

Supongamos $X$ es un compacto, $n$-dimensiones múltiples. Deje $f\colon X\to\mathbb{R}^{2n}$ ser una inmersión. Dicen que usted tiene un mapa de $F\colon T(X)\to\mathbb{R}^{2n}$$F(x,v)=df_x(v)$, con un valor regular $a$. Estoy interesado en saber por qué la preimagen $F^{-1}(a)$ es necesariamente finito. Después de esto, creo que tengo una idea para mostrar $X$ puede ser sumergido en $\mathbb{R}^{2n-1}$, excepto en $F^{-1}(a)$.

Así que creo que es suficiente para mostrar que $a$ tiene sólo un número finito de preimages en $\{(x,v):|v|\leq 1\}$ en la tangente bundle $T(X)$. Hacia el contrario, supongamos que hay infinitamente muchos preimages $(x_i,v_i)$. Por compacidad, hay una secuencia convergente tal que $x_i\to x$$v_i/|v_i|\to w$. Al parecer, esto implica $df_x(w)=0$, pero ¿cómo se da esto una contradicción?

Por linealidad, encontrar la ecuación de $$ F(x_i,v_i/|v_i|)=df_{x_i}(v_i/|v_i|)=/|v_i| $$ Es la idea de que podemos, sin pérdida de generalidad supongamos que $|v_i|\to\infty$, así como $i\to\infty$, $df_x(w)=0$? Pero ¿por qué ese espectáculo $F^{-1}(a)$ es finito? Gracias.

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studiosus Puntos 19728

Primera nota de que, desde la $f$ es una inmersión, el mapa de $F$ (lineal) inyectiva y, por lo tanto, la adecuada en cada espacio de la tangente $T_xX$. Por lo tanto, (por compacidad si $M$) el mapa de $F$ es adecuada, lo que significa que la preimagen de un compacto es compacto. Ahora, usted tiene un punto a regular $a\in R^{2n}$$F$, lo que significa que para cada una de las $b\in F^{-1}(b)$ el derivado $DF_b$ es surjective. Pero $dim TX= dim R^{2n}$, por lo tanto, $DF_b$ también es inyectiva. Por lo tanto, $F$ es un local diffeomorphism en cada una de las $b\in F^{-1}(a)$. Tenga en cuenta que $F^{-1}(a)\subset TX$ es cerrado (en realidad, compact). Si $F^{-1}(a)$ tiene un punto de acumulación $b$, obtenemos una contradicción con el local de inyectabilidad de $F$ en cada una de las $b\in F^{-1}(a)$. Por lo tanto, $F^{-1}(a)$ es compacto y discreto, por lo tanto, es finito. qed

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