อ่าน 2 นาที
แมนิโฟลด์ที่ขนานได้
ในทางคณิตศาสตร์แมนิโฟลด์ที่หาอนุพันธ์ได้ที่มีมิติnเรียกว่าขนานได้ถ้ามีฟิลด์เวกเตอร์เรียบ อยู่บนแมนิโฟลด์ โดยที่เวกเตอร์สัมผัสที่ทุกจุดจะให้ฐาน...
แมนิโฟลด์ที่ขนานได้
ในทางคณิตศาสตร์แมนิโฟลด์ที่หาอนุพันธ์ได้ที่มีมิติnเรียกว่าขนานได้[ 1 ]ถ้ามีฟิลด์เวกเตอร์เรียบ อยู่บนแมนิโฟลด์ โดยที่เวกเตอร์สัมผัสที่ทุกจุดจะให้ฐาน ของปริภูมิสัมผัสที่จุดนั้นเทียบเท่ากับบันเดิลสัมผัสเป็นบันเดิลที่ไม่สำคัญ [ 2 ]ดังนั้นบันเดิลหลักของเฟรมเชิงเส้นที่เกี่ยวข้องจึงมีส่วนตัดทั่วโลกบน
การเลือกฐานเวกเตอร์ฟิลด์เฉพาะบน นั้นเรียกว่าการทำให้ขนาน (หรือความขนานสัมบูรณ์ ) ของ
ตัวอย่าง
- ตัวอย่างหนึ่งคือวงกลม:เราสามารถกำหนดให้V1เป็นเวกเตอร์สัมผัสหน่วย สมมติว่าชี้ไปในทิศทางทวนเข็มนาฬิกาทอรัสที่มีมิติก็สามารถทำให้ขนานได้เช่นกัน ดังที่เห็นได้จากการแสดงเป็นผลคูณคาร์ทีเซียนของวงกลม ตัวอย่างเช่น ลองสร้างทอรัสจากกระดาษกราฟ สี่เหลี่ยมจัตุรัส โดยติดขอบตรงข้ามเข้าด้วยกัน เพื่อให้เห็นภาพทิศทางสัมผัสสองทิศทางที่แต่ละจุด โดยทั่วไปแล้วกลุ่มลีG ทุกกลุ่ม สามารถทำให้ขนานได้ เนื่องจากฐานสำหรับปริภูมิสัมผัสที่องค์ประกอบเอกลักษณ์สามารถเคลื่อนย้ายได้โดยการกระทำของกลุ่มการแปลของGบนG (การแปลทุกครั้งเป็นการแปลงแบบดิฟเฟอเรนเชียล ดังนั้นการแปลเหล่านี้จึงเหนี่ยวนำให้เกิดไอโซมอร์ฟิซึมเชิงเส้นระหว่างปริภูมิสัมผัสของจุดในG )
- ปัญหาคลาสสิกอย่างหนึ่งคือการพิจารณาว่าทรงกลมS n ใดบ้าง ที่สามารถทำให้ขนานกันได้ กรณีศูนย์มิติS 0สามารถทำให้ขนานกันได้โดยง่าย กรณีS 1คือวงกลม ซึ่งสามารถทำให้ขนานกันได้ดังที่ได้อธิบายไปแล้วทฤษฎีลูกบอลขนปุยแสดงให้เห็นว่าS 2ไม่สามารถทำให้ขนานกันได้ อย่างไรก็ตามS 3สามารถทำให้ขนานกันได้ เนื่องจากเป็นกลุ่ม Lie SU(2)ทรงกลมอื่น ๆ ที่สามารถทำให้ขนานกันได้มีเพียงS 7 เท่านั้น ซึ่งได้รับการพิสูจน์ในปี 1958 โดยFriedrich Hirzebruch , Michel KervaireและโดยRaoul BottและJohn Milnorในงานวิจัยอิสระ ทรงกลมที่สามารถทำให้ขนานกันได้นั้นสอดคล้องกับองค์ประกอบของบรรทัดฐานหนึ่งหน่วยในพีชคณิตการหารแบบมีบรรทัดฐานของจำนวนจริง จำนวนเชิงซ้อนควอเทอร์เนียนและอ็อกโทเนียนซึ่งทำให้สามารถสร้างความขนานสำหรับแต่ละอย่างได้ การพิสูจน์ว่าทรงกลมอื่น ๆ ไม่สามารถทำให้ขนานกันได้นั้นยากกว่า และต้องใช้โทโพโลยีเชิงพีชคณิต
- ผลคูณของแมนิโฟลด์ ที่สามารถทำให้ขนานได้ นั้น ก็สามารถทำให้ขนานได้เช่นกัน
- แมนิโฟลด์สามมิติปิดที่สามารถกำหนดทิศทางได้ ทุกอัน สามารถ ขนานกันได้[ 3 ]
หมายเหตุ
- แมนิโฟลด์ใดๆ ที่สามารถทำให้ขนานกันได้ก็สามารถกำหนดทิศทางได้เช่นกัน
- คำว่าframed manifold (บางครั้งเรียกว่า rigged manifold ) มักใช้กับ embedded manifold ที่มีการทำให้normal bundle เป็นแบบไม่สำคัญ (trivialisation) ที่กำหนดไว้ และยังใช้กับ abstract manifold (กล่าวคือ ไม่ใช่ embedded manifold) ที่มีการ ทำให้tangent bundleเป็นแบบไม่สำคัญ (trivialisation) ที่เสถียร (stable) ที่กำหนดไว้ด้วย
- แนวคิดที่เกี่ยวข้องคือแนวคิดของπ-manifold [ 4 ] แมนิโฟลด์เรียบเรียกว่าπ-manifoldถ้าเมื่อฝังอยู่ในปริภูมิยุคลิดมิติสูง บันเดิลปกติของมันจะเป็นแบบไม่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แมนิโฟลด์ที่สามารถขนานได้ทุกตัวเป็น π-manifold
ดูเพิ่มเติม
- แผนภูมิ (โทโพโลยี)
- แมนิโฟลด์ที่สามารถหาอนุพันธ์ได้
- ชุดเฟรม
- ตัวแปรคงที่ของเคอร์แวร์
- มัดเฟรมออร์โธนอร์มอล
- ชุดหลัก
- ความสัมพันธ์ (คณิตศาสตร์)
- โครงสร้างจี
หมายเหตุ
- ^บิชอป, ริชาร์ด แอล.; โกลด์เบิร์ก, ซามูเอล ไอ. (1968), การวิเคราะห์เทนเซอร์บนแมนิโฟลด์ , นิวยอร์ก: แมคมิลแลน, หน้า 160
- ^ Milnor, John W.; Stasheff, James D. (1974), Characteristic Classes , Annals of Mathematics Studies, vol. 76, Princeton University Press, p. 15, ISBN 0-691-08122-0
- ↑เบเนเดตติ, ริกคาร์โด; ลิสก้า, เปาโล (23-07-2019) “การตีท่อ 3 ท่อด้วยมือเปล่า” . คณิตศาสตร์ L'Enseignement . 64 (3): 395– 413. arXiv : 1806.04991 . ดอย : 10.4171/LEM/64-3/4-9 . ISSN 0013-8584 . S2CID 119711633 .
- ^ Milnor, John W. (1958), แมนิโฟลด์ที่สามารถหาอนุพันธ์ได้ซึ่งเป็นทรงกลมโฮโมโทปี (PDF)
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แมนิโฟลด์ที่ขนานได้
ในทางคณิตศาสตร์แมนิโฟลด์ที่หาอนุพันธ์ได้ที่มีมิติnเรียกว่าขนานได้ถ้ามีฟิลด์เวกเตอร์เรียบ อยู่บนแมนิโฟลด์ โดยที่เวกเตอร์สัมผัสที่ทุกจุดจะให้ฐาน...
ตัวอย่าง
ตัวอย่างหนึ่ง คือ วงกลม : เราสามารถกำหนดให้ V1 เป็นเวกเตอร์สัมผัสหน่วย สมมติว่าชี้ไปในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา ทอรัส ที่มีมิติก็สามารถทำให้ขนานได้เช่นกัน ดังที่เห็นได้จากการแสดงเป็น ผลคูณคาร์ทีเซียน ของวงกลม ตัวอย่างเช่น ลองสร้างทอรัสจาก กระดาษกราฟ...
หมายเหตุ
แมนิโฟลด์ ใดๆ ที่สามารถทำให้ขนานกันได้ก็ สามารถกำหนดทิศทางได้ เช่นกัน คำว่า framed manifold (บางครั้ง เรียกว่า rigged manifold ) มักใช้กับ embedded manifold ที่มีการทำให้ normal bundle เป็นแบบไม่สำคัญ (trivialisation) ที่กำหนดไว้ และยังใช้กับ abstract...
ดูเพิ่มเติม
แผนภูมิ (โทโพโลยี) แมนิโฟลด์ที่สามารถหาอนุพันธ์ได้ ชุดเฟรม ตัวแปรคงที่ของเคอร์แวร์ มัดเฟรมออร์โธนอร์มอล ชุดหลัก ความสัมพันธ์ (คณิตศาสตร์) โครงสร้างจี