A mí me parece que la métrica de Riemann $g_{ij}=\delta_{ij}/|x|^2$ sobre el perforado avión está completo, pero no me parece una prueba de que no impliquen explícita de los cálculos de la ecuación geodésica. ¿Alguien sabe de uno?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?Como user8268 señaló, este espacio es isométrico a $\mathbb{R}\times S^1$. El uso de las coordenadas polares $(r,\phi)$$\mathbb{R}^2\setminus \{0\}$, la isometría es $$F(r,\phi) = (\log r,\phi)\in \mathbb{R}\times S^1$$
De hecho, este mapa es el más suave y un bijection. De modo que para comprobar que es una isometría queda por considerar la acción de los vectores de tangentes. Convenientemente, el espacio de $(\mathbb{R}^2\setminus \{0\},g_{ij})$ tiene dos campos vectoriales que forman una base ortonormales de cada plano tangente:
$$
r\,\frac{\partial}{\partial r} \quad\text{y}\quad \frac{\partial}{\partial\phi}
$$
El mapa de $F$ les empuja hacia adelante $$
\frac{\partial}{\partial z} \quad\text{y}\quad \frac{\partial}{\partial\phi}
$$
que son ortonormales de vectores de los campos en $\mathbb{R}\times S^1$. El empuje hacia adelante es, básicamente, la regla de la cadena: desde $r=e^{z}$,
$$
\frac{\partial f}{\partial z} = \frac{\partial r}{\partial z} \frac{\partial f}{\partial r} = e^z \frac{\partial f}{\partial r} = r\,\frac{\partial f}{\partial r}
$$
Desde $dF$ mapas de una base ortonormales a otro, es una isometría.