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Los resultados de la cirugía en un cilindro

Mientras que la lectura de una prueba de un teorema acerca de Reshetikhin Turaev topológica de la teoría del campo cuántico, me encontré con el siguiente problema.

Supongamos que tenemos varios desvinculados unknots $K_i$, $i=1, \dots, g$ en $x$-$z$ plano de $\mathbb{R}^3$. Asumir que cada unknot intereses con $x$-eje en dos puntos.

Completamos el $x$-$y$ plano para obtener el $S^2=\mathbb{R}^2 \cup \{\infty\}\subset S^3$

Considere la posibilidad de regular barrio de $S^2\cup \{K_i\}_{i=1}^g$$S^3$. Llamémoslo $N$.

A continuación, hacemos un Dehn de la cirugía a lo largo de unknots $K_i$$N$. (Suponiendo que los encuadres de los nudos de cero?)

Lo que quiero demostrar es que el resultado de 3-colector es homeomórficos a un cilindro sobre una superficie $S$ género $g$, es decir,$S\times [0, 1]$.

No tengo idea de cómo calcular esta operación para obtener el resultado. He estudiado la básica Dehn de la cirugía de la teoría.

Cualquier ayuda es muy apreciada.

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user126154 Puntos 4315

Descargo de responsabilidad: este tipo de pruebas son muy difíciles de describir sin la ayuda de imágenes. Así que voy a tratar de dar la idea, y no voy a decir que la folloing es una completa prueba formal.

Ahora, considere por simplicidad en el caso de $g=1$. Usted tiene una sólida torus $S$ que corte horizontal thik avión $P$ (el barrio del avión).

$P$ es, naturalmente, fibrado por los segmentos verticales de modo que es un producto de un intervalo de un avión.

El límite de $T$ $S$ se cruzan $P$ en dos anillos, que son fibrado por los segmentos verticales. $P$ tiene la estructura del producto de od $D^2\times S^1$ y los anillos son paralelas a $\partial D^2$.

Ahora, realizar un Dehn de la cirugía, a lo largo del núcleo de la curva de $S$, de tal manera que el intercambio de meridiano de $S$ con su longitud. Es decir, eliminar un toro de la forma $D^2\times S^1$ y el pegamento por itendifying $\partial D^2$$S^1$.

Desde el punto de vista de la torus $S$, esto es equivalente a cambiar los anillos para que se conviertan en paralelo a $S^1$ en la estructura de $D^2\times S^1$. Así que los anillos ahora ya no está vinculado discos.

Ahora, usted puede dar el nuevo toro de la estructura de $[0,1]\times[0,1]\times S^1$ donde los anillos son exactamente $A_0=[0,1]\times\{0\}\times S^1$ $A_1=[0,1]\times\{1\}\times S^1$ y el fibration de $A_i$ es por los segmentos de la forma$[0,1]\times\{i\}\times\{\theta\}$$i=0,1$.

Es claro que un producto fibration extenderse a todo el toro por

$[0,1]\times\{t\}\times\{\theta\}$ $t\in[0,1]$.

Esta estructura de producto es en realidad una extensión de la estructura del producto de la gruesa avión y le da el producto necesario de la estructura.

EDITAR: Una manera alternativa de ver es la siguiente. De nuevo, deje $g=1$ por la simplicidad. El espacio de $N$ se obtiene mediante la instalación de un anillo (el ámbito de menos de dos discos), a una sólida torus $D^2\times S^1$, y luego por thikening un poco el anillo.

El círculo donde el anillo se adjunta los límites de discos-de fibras de $D^2\times S^1$.

Si se piensa un poco, se ve que la realización de la Dehn cirugía que cambia el meridiano con la longitud es equivalente a adjuntar el anillo a la sólida toro de una manera diferente, es decir, a lo largo de círculos paralelos a la $S^1$ componente de $D^2\times S^1$. Es decir, que se va a adjuntar un cilindro (que es homeomórficos a un anulus) a un donut, de tal manera que el "agujero" de la rosquilla se corresponde con el "agujero" del cilindro. Después de thikening, esto es equivalente a identificar a los dos componentes del borde del cilindro (y, a continuación, thikening). El resultado es $T^2\times S^1$.

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oshirowanen Puntos 420

Es posible visualizar la cirugía. Esto realmente necesita algunas fotos para ilustrar, pero voy a hacer mi mejor esfuerzo sin. Voy a describir el caso de $g=1$. En este caso, su colector se obtiene mediante el encolado de una $S^2$ con 2 discos eliminado a un sólido toro, $T=S^1 \times D^2$. El $S^2$ menos 2 discos es homeomórficos para un engorde anillo, $S^1 \times [0,1] \times [0,1]$. Y su colector se obtiene mediante el encolado de este engordado anillo a lo largo de los dos anillos contenida en el límite especificado por $S^1 \times \{0,1\}\times [0,1]$. Desde la cirugía coeficiente de es$0$, $S^1$ factor de cada límite componente estamos encolado a lo largo adhiere a la longitud de la sólida torus $T$. Este tipo de construcción puede ser visto a dar un $S^1 \times S^1 \times [0,1]$.

El caso de $g>1$ se puede construir inductivamente a partir de este caso.

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