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Una pregunta acerca de dos paralelas integrable distribuciones

Dar un colectores de Riemann $(M,g)$,$\nabla$ es su conexión.

Supongamos que tenemos dos distribuciones $E$$F$$(M,g)$, que son ortogonales de los complementos de cada uno de los otros en $TM$.Además,se supone que las distribuciones son paralelas,es decir,si dos campos vectoriales $X$,$Y\in E$,a continuación,$ \nabla_{X}Y \in E$.

Muestran que alrededor de cualquier punto de $M$ no es un producto vecindario $U=V_{E} \times V_{F}$ tal que $(U,g)=(V_{E} \times V_{F},g|_{E}+g|_{F})$donde $g|_{E}$ $g|_{F}$ son las restricciones de $g$ a las dos distribuciones.

He probado la especial situación que $dimF=1$ .

Supongamos localmente $E$ se compone de un marco ortonormales $e_{i} 1\leq i \leq n$ ,$F$ consta de una unidad de campo vectorial $e_{n+1}$,el coframe donados por $w^i,w^{n+1}$.

Supongamos $\nabla e_{n+1} = w_{n+1} ^{j}e_j$, luego

$$ w_{n+1} ^{j}(e_{i})=g(\nabla_{e_i} e_{n+1},e_{j}) =-g(\nabla_{e_i} e_{j},e_{n+1})=0 $$

la última ecuación, porque la condición de $E$ es paralelo.

Por lo tanto tenemos: $$w_{n+1} ^{j}=0$$

Por la torsión libre de la ecuación,obtenemos :

$$ dw^{n+1}=w^{i} \wedge w_{i} ^{n+1}=w^{i} \wedge -w_{n+1} ^{i}=0$$

Por el Poincaré del lexema : a nivel Local existe una función de $f$,de tal manera que $$df=w^{n+1}$$

Porque $$\nabla_{e_i} e_{j}-\nabla_{e_j} e_{i}=[e_{i},{e_j}]$$

Por lo tanto $E$ es integrable distribución,por lo que suponemos que en un local de coordenadas $x^{i},x^{n+1}$,$$E=span\{\frac{\partial}{\partial x^{1}}...,\frac{\partial}{\partial x^{n}}\}$$ a continuación,$\partial_{x^{n+1}} f \neq 0$, construimos una transformación :

$$T:(x^{1},...,x^{n},x^{n+1}) \rightarrow (y^{1},...,y^{n},y^{n+1})$$

$$(x^{1},...,x^{n},x^{n+1})\mapsto (x^{1},...,x^{n},f)$$

Por la verificación del Teorema de la Función Inversa,esto es un diffeomorphism ,y $T_{\star} e^{n+1}=\frac{\partial}{\partial y^{n+1}}$,$T_{\star} e^{i}=\frac{\partial}{\partial y^{i}}$

Pick $V_{E}=\{y^{n+1}=0\}$,$V_{F}=\{y^{i}=0\}$,tenemos la respuesta.

Pero no puedo ir a la situación general que $dimV\neq 1$.

Si ustedes me pueden dar algunas sugerencias,agradezco su ayuda

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gilliatt Puntos 82

Yo tenía la respuesta.En la siguiente,se supone que $1\leq i ,j\leq n$,$n+1\leq \alpha,\beta\leq n+m$.

Porque $E$,$F$ son integrables distribuciones,podemos tomar las coordenadas $x^{i},x^{\alpha}$;$y^{j},y^{\beta}$,de tal forma que:

$$E=span\{\frac{\partial}{\partial x^{1}}...,\frac{\partial}{\partial x^{n}}\}$$

$$F=span\{\frac{\partial}{\partial y^{n+1}}...,\frac{\partial}{\partial y^{n+m}}\}$$

Así que por el poco control,se reclamación $(x^{\beta},y^{\i})$ es de coordenadas locales.

La única que tenemos que mostrar es que el $g\mid _{E}$(o el respeto a $g\mid _{F}$) es independiente de $y^{\beta}$(o el respeto a $x^{i}$).

Esto es equivalente a mostrar

$$ \partial_{\alpha}g_{i j}=0$$

Pero debido a $E$,$F$ son ortogonales complemento el uno del otro ,obtenemos :

$$\Gamma_{ i j \alpha}=\frac{1}{2} (\partial_{\alpha}g_{i j}+\partial_{i}g_{j \alpha}-\partial_{j}g_{i \alpha})=\frac{1}{2} \partial_{\alpha}g_{i j} $$

En el otro lado :

$$\Gamma_{ i j \alpha}=g(\nabla_{\frac{\partial}{\partial x^{j}}} \frac{\partial}{\partial x^{i}},\frac{\partial}{\partial y^{\alpha}})=0$$

La última ecuación por la virtud de la condición en paralelo de $E$.

A continuación, hemos demostrado nuestra pregunta.

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