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Supongamos que $Z$ es un hiperespacio en la variedad orientada $Y$ como submúltiple de codimensión $1$ . Demuestre que las siguientes afirmaciones son equivalentes

Supongamos que $Z$ es un hiperespacio en la variedad orientada $Y$ como submúltiple de codimensión $1$ . Demuestre que las siguientes afirmaciones son equivalentes

a) $Z$ es orientable

b) Existe un campo suave de vectores normales $\vec {n}(z)$ a lo largo de $Z$ en $Y$

c) El haz normal $N(Z,Y)$ es trivial

d) $Z$ es globalmente definible por una función independiente; es decir, existe una función suave en una vecindad de $Z$ tal que $^{-1} (0)=Z$ y d es distinto de cero en cada punto de $Z$

Quiero demostrarlos en orden a) => b) =>c) => d) => a)

Para a) => b)

Supongamos que $Z$ es orientable, entonces $Z$ puede recibir una orientación. Cualquier orientación $Z$ inducen una orientación del límite en $\partial Z$ . En cada punto $z\in \partial Z$ , $T_z(\partial Z)$ tiene codim 1 en $T_z(Z)$ . Por lo tanto, hay precisamente 2 univectores en $T_z(Z)$ que son perpendiculares a $T_z(\partial Z)$ . Otra palabra si $h:U\to Z$ es una parametrización local en torno a $z$ , $U$ ser abierto $H^k$ y $h(0)=z$ entonces $(dh_0)^{1}:T_z(Z)\to R^k$ lleva un vector normal unitario a $H^k$ (el interior) y lleva el otro a $-H^k$ (el exterior). La suavidad de la orientación garantiza que existe tal función $h$ por lo que existe un campo suave de vectores normales $\vec {n}(z)$ a lo largo de $Z$ en $Y$

para b) =>c), creo que es algo trivial, no estoy seguro de que deba decir nada sobre esta parte.

En uno de mis ejercicios anteriores he demostrado que $N(Z,Y)$ es trivial si y sólo si existe un conjunto de $k$ función global independiente definida $g_1 , \dots, g_k$ para $Z$ en algún conjunto $U$ en $Y$ . Así que esta tapa c) => d)

No estoy seguro de cómo debería relacionar d) con a).

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Andrew Puntos 376

Si $Z$ es orientable, como has mencionado, b),c) se deducen fácilmente, ya que la elección de una orientación local de los espacios tangentes de $Z$ y $Y$ inducen localmente una orientación en el haz normal de $Z$ pero como $Z$ y $Y$ son globalmente orientables, también lo es $N$ Por lo tanto $N$ es isomorfo a un haz de líneas trivial. Esto también produce "c) implica d)", ya que se puede encontrar una vecindad tubular $U$ de $Z$ , es decir, una vecindad bicolor tal que $Z\times (-1,1) \to N(Z,Y) \to U \subset Y$ es un difeomorfismo. Definamos ahora una función $U \to \mathbb R$ tal que $Z \times (-1,1) \to N(Z,Y) \to (-1,1)$ es precisamente la proyección sobre el segundo factor, que da d).

Ahora bien, para "d) implica a)" sólo hay que tener en cuenta que este retroceso también hace retroceder una orientación. Es decir, si se mira con atención el teorema del valor regular se ve que como $0 \in \mathbb R$ es un valor regular de $U \to \mathbb R$ la preimagen de $0$ es un submanifold orientable (que en realidad está orientado si se eligen orientaciones para los otros espacios implicados).

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