純粋・応用数学(含むガロア理論)4at MATH
純粋・応用数学(含むガロア理論)4 - 暇つぶし2ch224:現代数学の系譜 雑談
20/09/06 10:58:02.21 P1Kztm36.net
>>195
つづき
役割
接束の主な役割の1つは滑らかな関数の微分の定義域と終域を提供することである。すなわち、M と N を滑らかな多様体として、f: M → N が滑らかな写像であれば、その微分(英語版) は滑らかな写像 Df: TM → TN である。
位相と滑らかな構造
接束には自然な位相(非交和位相ではない)が入り、それ自身多様体になる。TM の次元は M の次元の 2 倍である[注釈 2]。
(注釈 2^ M が Cr 級の多様体 (1 ? r < ∞) であっても接束は定義でき、Cr-1 級の多様体になる。)

最も簡単な例は Rn の例である。この場合接束は自明である。
別の簡単な例は単位円 S1 である(上の絵を見よ)。円の接束も自明であり S1 × R に同型である。幾何学的には、これは高さ無限の円柱である。
容易に視覚化できる接束は実数直線 R と単位円 S1 の接束だけであり、これらはどちらも自明である。2 次元多様体に対して接束は 4 次元でありしたがって視覚化するのは難しい。
非自明な接束の簡単な例は単位球面 S2 の接束である。この接束はつむじ頭の定理(英語版)によって非自明である。したがって、球面は parallelizable でない。
ベクトル場
接ベクトルの多様体の各点への滑らかな割り当てはベクトル場 (vector field) と呼ばれる。具体的には、多様体 M 上のベクトル場は滑らかな写像
V: M → TM
であって、Vx と表記される x の像が x における接空間 TxM にあるようなものである。ファイバー束の言葉でいえば、そのような写像は断面 (section) と呼ばれる。M 上のベクトル場はしたがって M の接束の断面である。
M 上のすべてのベクトル場の集合は Γ(TM) によって表記される。ベクトル場は点ごとに足し合わせることができ
(V+W)_{x}=V_{x}+W_{x}
M 上の滑らかな関数を掛けることができ
(fV)_{x}=f(x)V_{x}
別のベクトル場を得る。するとすべてのベクトル場の集合 Γ(TM) は M 上の滑らかな関数の可換環、C∞(M) と表記される、上の加群の構造をもつ。
M 上の局所ベクトル場は接束の局所断面 (local section) である。つまり、局所ベクトル場は M のある開集合 U 上でだけ定義され、U の各点に伴う接束のベクトルを割り当てる。M 上の局所ベクトル場全体の集合は M 上の実ベクトル空間の層として知られている構造をなす。
つづく


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