กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

ท่อร่วมย่อย

ในทางคณิตศาสตร์สับแมนิโฟลด์ของแมนิโฟลด์ คือเซตย่อยที่มีโครงสร้างเหมือนแมนิโฟลด์ และแผนที่การรวม (inclusion map)ของเซตย่อยนั้นต้องมีคุณสมบัติบางประการ สับแมนิโฟลด์มีหลายประเภท...

ท่อร่วมย่อย

เส้นตรงของท่อร่วมที่จมอยู่ใต้น้ำพร้อมจุดตัดกันเอง

ในทางคณิตศาสตร์สับแมนิโฟลด์ของแมนิโฟลด์ คือเซตย่อยที่มีโครงสร้างเหมือนแมนิโฟลด์ และแผนที่การรวม (inclusion map)ของเซตย่อยนั้นต้องมีคุณสมบัติบางประการ สับแมนิโฟลด์มีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการ ผู้เขียนแต่ละคนมักให้คำจำกัดความที่แตกต่างกัน

คำจำกัดความอย่างเป็นทางการ

ต่อไปนี้ เราจะถือว่าแมนิโฟลด์ทั้งหมดเป็นแมนิโฟลด์ที่หาอนุพันธ์ได้ในระดับ สำหรับค่าคงที่และมอร์ฟิซึมทั้งหมดเป็นแมนิโฟลด์ที่หาอนุพันธ์ได้ในระดับ

ท่อร่วมย่อยที่จมอยู่ใต้น้ำ

ภาพนี้แสดงช่วงเปิด (โดยมีจุดขอบเขตที่ระบุด้วยลูกศรที่ปลาย) ซึ่งเป็นส่วนย่อยที่ฝังตัวอยู่ภายใน

ซับแมนิโฟลด์ที่ฝังตัวอยู่ในแมนิโฟลด์คือภาพของแผนที่การฝังตัวโดยทั่วไปแล้วภาพนี้จะไม่ใช่ซับแมนิโฟลด์ในฐานะเซตย่อย และแผนที่การฝังตัวไม่จำเป็นต้องเป็น ฟังก์ชัน หนึ่งต่อหนึ่ง (injective) ด้วย ซ้ำ – มันสามารถมีจุดตัดกับตัวเองได้ [ 1 ]

ในเชิงแคบลง เราสามารถกำหนดให้แผนที่นั้นเป็นการส่งแบบหนึ่งต่อหนึ่ง (injection) ซึ่งเราเรียกว่าการฝังตัว แบบฉีด ( injective immersion ) และกำหนดให้ ซับแมนิ โฟลด์ที่ฝังตัว (immersed submanifold)เป็นเซตย่อยของภาพ (image subset) พร้อมด้วยโทโพโลยีและโครงสร้างเชิงอนุพันธ์ (differential structure)ที่ทำให้เป็นแมนิโฟลด์ (manifold) และการรวม (inclusion ) เป็นการ แปลงแบบดิฟเฟอเร นเชียล (diffeomorphism ) ซึ่งก็คือโทโพโลยีบนซึ่งโดยทั่วไปจะไม่สอดคล้องกับโทโพโลยีของเซตย่อย โดยทั่วไปแล้วเซตย่อยจะไม่ใช่ซับแมนิโฟลด์ของในโทโพโลยีของเซตย่อย

เมื่อกำหนดการฝังตัวแบบฉีดใดๆภาพของในสามารถกำหนดได้อย่างเฉพาะเจาะจงโดยโครงสร้างของส่วนย่อยที่ฝังตัวอยู่ ดังนั้น จึงเป็นการแปลงแบบดิฟเฟอเรนเชียลดังนั้น ส่วนย่อยที่ฝังตัวอยู่จึงเป็นภาพของการฝังตัวแบบฉีดอย่างแม่นยำ

โทโพโลยีของซับแมนิโฟลด์บนซับแมนิโฟลด์ที่ฝังตัวอยู่ไม่จำเป็นต้องเป็นโทโพโลยีของซับสเปซที่สืบทอดมาจากโดยทั่วไปแล้ว โทโพโลยีของซับแมนิโฟลด์จะละเอียดกว่าโทโพโลยีของซับสเปซ (กล่าวคือ มีเซตเปิด มากกว่า )

ซับแมนิโฟลด์ที่ฝังตัวปรากฏในทฤษฎีกลุ่มลีซึ่งกลุ่มย่อยลีเป็นซับแมนิโฟลด์ที่ฝังตัวตามธรรมชาติ นอกจากนี้ยังปรากฏในการศึกษาการแบ่งส่วนแบบโฟลิเอชันซึ่งซับแมนิโฟลด์ที่ฝังตัวให้บริบทที่เหมาะสมในการพิสูจน์ทฤษฎีบทโฟรเบนิอุ

ซับแมนิโฟลด์ฝังตัว

ซับแมนิโฟลด์ฝังตัว (หรือเรียกว่าซับแมนิโฟลด์ปกติ ) คือซับแมนิโฟลด์ที่ฝังตัวอยู่ ซึ่งแผนที่การรวมเป็นการฝังตัวเชิงโทโพโลยีกล่าวคือ โทโพโลยีของซับแมนิโฟลด์บนจะเหมือนกับโทโพโลยีของซับสเปซ

เมื่อพิจารณาการฝังตัว ของแมนิโฟลด์ ใดๆ ในภาพแล้วโครงสร้างโดยธรรมชาติจะมีโครงสร้างของซับแมนิโฟลด์ที่ฝังตัวอยู่ กล่าวคือ ซับแมนิโฟลด์ที่ฝังตัวอยู่ก็คือภาพของการฝังตัวนั่นเอง

มีนิยามภายในของซับแมนิโฟลด์ฝังตัวซึ่งมักมีประโยชน์ ให้เป็นแมนิโฟลด์มิติ และให้เป็นจำนวนเต็มที่ โดยที่ ซับ แมนิโฟลด์ฝังตัวมิติ ของคือเซตย่อยที่สำหรับทุกจุดจะมีแผนภูมิที่ประกอบด้วยโดยที่คือจุดตัดของระนาบมิติกับคู่เหล่านี้ก่อให้เกิดแผนที่สำหรับโครงสร้างเชิงอนุพันธ์บน

ทฤษฎีบทของอเล็กซานเดอร์และทฤษฎีบทจอร์แดน-เชินฟลายเป็นตัวอย่างที่ดีของการฝังตัวแบบเรียบ (smooth embeddings)

รูปแบบอื่นๆ

มีรูปแบบอื่นๆ ของซับแมนิโฟลด์ที่ใช้ในวรรณกรรมซับแมนิโฟลด์ที่เรียบร้อยคือแมนิโฟลด์ที่มีขอบเขตตรงกับขอบเขตของแมนิโฟลด์ทั้งหมด[ 2 ] Sharpe (1997) นิยามซับแมนิโฟลด์ประเภทหนึ่งซึ่งอยู่ระหว่างซับแมนิโฟลด์ฝังตัวและซับแมนิโฟลด์ที่จุ่มลงไป

ผู้เขียนหลายคนยังกำหนดซับแมนิโฟลด์เชิงทอพอโลยีด้วย ซึ่งก็คือซับแมนิโฟลด์ที่มี. [ 3 ]ซับแมนิโฟลด์เชิงทอพอโลยีที่ฝังตัวอยู่ไม่จำเป็นต้องเป็นแบบปกติในแง่ของการมีอยู่ของแผนภูมิท้องถิ่นที่แต่ละจุดซึ่งขยายการฝังตัว ตัวอย่างที่ขัดแย้งได้แก่ส่วนโค้งป่าและ ป ม ป่า

คุณสมบัติ

เมื่อกำหนดซับแมนิโฟลด์ที่ฝังตัวใดๆ ของ แล้วพื้นที่สัมผัสของจุดในสามารถคิดได้อย่างเป็นธรรมชาติว่าเป็นพื้นที่ย่อยเชิงเส้นของพื้นที่สัมผัสของจุดในซึ่งเป็นผลมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าแผนที่การรวมเป็นการฝังตัวและให้การฉีด

สมมติว่าSเป็นส่วนย่อยฝังตัวของถ้าแผนที่การรวมปิดแล้วก็จะเป็นส่วนย่อยฝังตัวของ เช่นกันในทางกลับกัน ถ้าเป็นส่วนย่อยฝังตัวที่เป็นเซตปิด ด้วย แล้ว แผนที่การรวมก็จะปิด แผนที่การรวมจะปิดก็ต่อเมื่อเป็นแผนที่ที่เหมาะสม (กล่าวคือ ภาพผกผันของเซตกระชับเป็นเซตกระชับ) ถ้าปิดแล้วจะเรียกว่าเป็นส่วนย่อยฝังตัวปิดของส่วนย่อยฝังตัวปิดเป็นกลุ่มส่วนย่อยที่ดีที่สุด

ซับแมนิโฟลด์ของปริภูมิพิกัดจริง

บางครั้งมี การนิยามแมนิโฟลด์เรียบว่าเป็นซับแมนิโฟลด์ที่ฝังตัวอยู่ในปริภูมิพิกัดจริง สำหรับบางค่า มุมมองนี้เทียบเท่ากับแนวทางเชิงนามธรรมทั่วไป เพราะตามทฤษฎีบทการฝังตัวของวิทนีย์ แมนิโฟลด์เรียบ (เชิงนามธรรม) ใดๆที่นับได้เป็นอันดับสองสามารถฝังตัวใน ได้อย่างราบรื่น

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^ชาร์ป 1997 , หน้า 26.
  2. ^ Kosinski 2007 , หน้า 27.
  3. หลาง 1999 , หน้า 25–26. Choquet-Bruhat 2511 , หน้า. 11
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Submanifold&oldid=1353238529 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ท่อร่วมย่อย

ในทางคณิตศาสตร์สับแมนิโฟลด์ของแมนิโฟลด์ คือเซตย่อยที่มีโครงสร้างเหมือนแมนิโฟลด์ และแผนที่การรวม (inclusion map)ของเซตย่อยนั้นต้องมีคุณสมบัติบางประการ สับแมนิโฟลด์มีหลายประเภท...

คำจำกัดความอย่างเป็นทางการ

ต่อไปนี้ เราจะถือว่าแมนิโฟลด์ทั้งหมดเป็น แมนิโฟลด์ที่หาอนุพันธ์ได้ ใน ระดับ สำหรับค่าคงที่และมอร์ฟิซึมทั้งหมดเป็นแมนิโฟลด์ที่หาอนุพันธ์ได้ในระดับ C r {\displaystyle C^{r}} r ≥ 1 {\displaystyle r\geq 1} C r {\displaystyle C^{r}}

ท่อร่วมย่อยที่จมอยู่ใต้น้ำ

ซับ แมนิโฟลด์ที่ฝังตัว อยู่ในแมนิโฟลด์คือภาพของแผนที่ การฝังตัว โดยทั่วไปแล้วภาพนี้จะไม่ใช่ซับแมนิโฟลด์ในฐานะเซตย่อย และแผนที่การฝังตัวไม่จำเป็นต้องเป็น ฟังก์ชัน หนึ่งต่อหนึ่ง (injective) ด้วย ซ้ำ – มันสามารถมีจุดตัดกับตัวเองได้ [ 1 ] M {\displaystyle M} S...

ซับแมนิโฟลด์ฝังตัว

ซับ แมนิโฟลด์ฝังตัว (หรือเรียกว่า ซับแมนิโฟลด์ปกติ ) คือซับแมนิโฟลด์ที่ฝังตัวอยู่ ซึ่งแผนที่การรวมเป็นการ ฝังตัวเชิงโทโพโลยี กล่าวคือ โทโพโลยีของซับแมนิโฟลด์บนจะเหมือนกับโทโพโลยีของซับสเปซ S {\displaystyle S}