У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Дифференциальная геометрия пространства почти комплексный структур
Количество страниц 100
ВУЗ МГИУ
Год сдачи 2010
Бесплатно Скачать 23549.doc 
Содержание Содержание
Введение... 4

Глава 1. Основные сведения

1.1. Основные обозначения... 13

• 1.2. Определение почти эрмитового многообразия... 13

1.3. Ассоциированные почти комплексные структуры и метрики . . 14

1.4. Интегрируемость почти комплексных структур... 15

1.5. Однородные пространства... 16

1.6. Пространства почти комплексных структур... 19

1.7. Существование почти комплексных структур... 21

1.8. Почти комплексные структуры на сферах... 23

1.9. Шестнадцать классов почти эрмитовых многообразий... 25

1.10. Многообразия Фреше... 26

. 1.11. ILH-многообразия... 28

( 1.12. Римановы субмерсии... 30

Глава 2. Пространство почти комплексных структур

2.1. Параметризация А... 32

2.2. Псевдориманова структура на. Л... 35

2.3. Подмногообразие положительно ассоциированных

почти комплексных структур А%... 42

2.4. Подмногообразие ортогональных

почти комплексных структур АО*о... 45

2.5. Свойства А+, Д+, ЛО+... 46

2.6. Расслоение А+... 49

2.7. Расслоение пространства инвариантных

почти комплексных структур на однородном пространстве ... 53 Глава 3. Почти комплексные структуры на SU{2) х SU(2) '* 3.1. Интегрируемые левоинвариантные почти

комплексные структуры на SU{2) x SU(2)... 56

3.2. Классы почти эрмитовых структур на SU(2) x SU(2)... 64

3.3. Функционал нормы тензор Нейенхейса... 66

Глава 4. Инвариантные почти комплексные структуры на 52т1+1 х S2p+l

4.1. Почти комплексные структуры на 53 х S2n+l... 70

4.2. U(n + 1) х U(p+ 1)-инвариантные почти

комплексные структуры на 52n+1 x S2p+1... 76

4.3. Класс однородных комплексных многообразий

(52п+1 х 52^1,/а>с)... 79

4.4. Кривизна метрик семейства ga,c,w,t... SO

4.5. Секционная кривизна метрик семейства ga,c,\,X;t... 83

4.6. Функционал скалярной кривизны

на семействе метрик да,с,х,\'-,1... 90

4.7. Функционалы кривизны на Лг+(52п+1 х 52р+1)... 92

4.8. Пространство инвариантных комплексных структур

на U{n + l)/U{n) х U(p + 1)/U(p)... 98

Список литературы... 100



Введение

В работе исследуются некоторые вопросы геометрии пространства почти комплексных структур на гладком (класса С°°) компактном почти эрмитовом многообразии (М,#о> «Ль^о) без границы, размерности 2п. Изучается вопрос геометрии пространства инвариантных почти комплексных структур на произведении нечетномерных сфер. Исследуются свойства инвариантных почти эрмитовых структур на этом произведении.

В исследовании использованы методы дифференциальной геометрии, теории расслоенных пространств, теории однородных пространств, формулы О'Нейла для римановых субмерсий.

¦ Пространство почти комплексных структур является множеством гладких сечений расслоения над М, называемого твисторным. Это расслоение интересно само по себе. Изучению этого расслоения посвящены работы Дж. Рансли [61], Н.Р. О'Брайана [33], Берара-Бержери Л., Очаи Т.[29] и Дюбуа-Виолета М. [43]. В этих работах предприняты попытки установить связь между свойствами различных структур на твисторном расслоении и свойствами самого многообразия М. В первой части предоставленной работы исследуется пространство гладких сечений твисторного расслоения. Систематическое изучение пространств гладких сечений расслоения над М начато в работах Иллса Дж. в 1958 году [48, 47, 1]. Пространства сечений являются вообще говоря нелинейными. Поэтому анализ таких пространств потребовал, кроме введения топологии, задания локальных карт, определения их как бесконечномерных многообразий [1].

С геометрической точки зрения наиболее интересными пространствами сечений являются пространство всех римановых структур на многообразии М и пространство почти комплексных структур на М. Фундаментальной работой по изучению пространства М. римановых структур является работа Эбина Д. [45]. Пространства почти комплексных структур изучались в работах Ирла С, Иллса Дж. [44], Блэра Д. [31], Коисо Н. [57]. Наиболь-

ший интерес вызывают почти комплексные структуры, согласованные с сим-плектической структурой на многообразии. Такие пространства изучались в работах Д.Блэра и Смоленцева Н.К. [30, 31, 20, 18, 19, 22, 23]. Можно отметить также работы Вуда К.М. [68], Апостолова В., Грантчарова Ж., Иванова С.[28], Давыдова Дж., Мушкарова О.[42], Аббены Е., Гарбьеро С, Саламона С. [25]. В настоящее время теория пространств почти комплексных структур на почти эрмитовом многообразии изучена не достаточно полно. Этой теме посвящена первая часть данной диссертации.

Целью данной работы является исследование некоторых вопросов геометрии пространства почти комплексных структур на гладком компактном почти эрмитовом многообразии без границы, исследование инвариантных почти эрмитовых структур на произведении нечетномерных сфер S2n+1 x S2p+l, рассматриваемом как однородное пространство.

Почти комплексные структуры активно исследуются в последние годы. Они используются в дифференциальной геометрии, анализе, теоретической физике. Семейства инвариантных почти комплексных структур на однородных многообразиях вызывают большой интерес, но недостаточно исследованы. Поэтому тема исследования является актуальной.

Полученные результаты являются новыми. Основной результат первой части работы усиливает известный топологический результат о том, что пространство комплексных структур, определяющих стандартную ориентацию, на векторном четномерном пространстве GL+(2n,№)/GL(n,

Работа имеет теоретическое значение. Результаты могут быть использованы в дальнейших исследованиях геометрии пространства почти комплексных структур на почти эрмитовом многообразии, почти эрмитовых структур

на произведениях нечетномерных сфер. Работа может быть использована при чтении спецкурсов.

В диссертации решены следующие задачи:

1. Для многообразия почти комплексных структур найдены геометрические характеристики некоторых структур, выраженные в естественных локальных картах.

2. Доказано, что пространство почти комплексных структур, согласованных с ориентацией Л+, на почти эрмитовом многообразии является локально тривиальным расслоением над пространством почти комплексных структур, сохраняющих ориентацию и ортогональных относительно фиксированной метрики АО*о, со слоями изоморфными пространству положительно ассоциированных с фундаментальной формой структур A*Q.

3. Дано полное описание множества левоинвариантных комплексных структур на SU(2) х SU(2).

4. Найден максимум нормы тензора Нейенхейса на множестве левоинвариантных почти комплексных структур на группе SU(2) х SU(2)} ортогональных относительно метрики Киллинга-Картана.

5. Найдены основные характеристики 5-параметрического семейства эрмитовых метрик ga,c,\,\f,t, с, А,А',? > 0 на S2n+1 х 52p+1, получены оценки секционной кривизны для этого семейства метрик.

6. Найдены критические точки функционалов Л(д), В(д), С(д) на семействе метрик ga,c,i,i;i-

В первой главе вводятся основные сведения, необходимые в следующих главах. Во второй главе исследуются вопросы геометрии пространства почти комплексных структур на гладком (класса С°°) компактном почти эрмитовом многообразии (М,#о, «Ль^о) без границы, размерности 2п. На этом пространстве вводится структура многообразия на основе преобразования Кэли. На пространстве всех почти комплексных структур Л определена структура многообразия Фрешс. Определена метрика, почти комплексная структура на этом многообразии [15, 41]:

Предложение 1 Пространство всех почти комплексных структур имеет следующие геометрические характеристики:

1. Скалярное произведение задается формулой:

(А, В)к = 4 [ tr((l - К2)~1А(1 - К2)~1В)о1ц Jm

где А,В в EndJo(TM).

2. Ковариантная производная векторных полей, заданных (постоянными) операторами А и В:

VAB = АК(\ - К2)-1 В + Б(1 - К2)-1 А.

3. Тензор кривизны имеет вид:

r(a, в)с = -{\- к2)[[{\ - к2)-1 а, (1 - л:2)-1^], (1 - к2у1с],

где А,В,С Е EndJo(TM).

4- Геодезические, выходящие из точки Jo в направлениях А Е Endj0 (TM),

представляют собой кривые K(t) на области V(Jq) вида:

Предложение 2 Подмногообразие ортогональных почти комплексных структур ЛО*о многообразия всех почти комплексных структур Л+ является вполне геодезическим.

Главным результатом второй главы является реализация пространства всех почти комплексных структур, сохраняющих ориентацию на (М, go, Jq,luq), в виде расслоения. Доказана следующая теорема [12]:

Теорема 1 Пространство почти комплексных структур Л+, задающих ту лее ориентацию, что и фиксированная структура Jq, является гладким локально тривиальным расслоением над пространством ортогональных почти комплексных структур. Причем, слоем над элементом J € AO*Q является пространство положительно ассоциированных почти комплексных структур A*Jf где u>j(X,Y) = go(X, JY).

Теорема 1 имеет важное следствие.

Следствие 1 Для любой матрицы S 6 GL(2n, R) с положительным определителем dctS > О найдутся матрицы О 6 SO(2n), К 6 GL(2n,M), КТ = К, К Jo = -J0K uG e GL(n,C) такие, что S = О(1 - K)G. Причем, матрица О определена с точностью до умножения справа на элементы группы U(n). Матрицы разложения К и G определены однозначно при конкретном выборе О.

Теорема 1 усиливает известный ранее, топологический результат о том, что GL+(2n,M)/GL(n,C) стягиваемо на SO(2n)/U(n). Сформулирован и доказан аналог теоремы 1 для пространства инвариантных почти комплексных структур на однородном пространстве.

Третья и четвертая главы посвящены изучению почти комплексных структур на сферах. Нечетномерная сфера может быть рассмотрена как однородное пространство U(n -f- 1)/U(n), однако в случае размерности 3 сферу также можно рассматривать как группу SU(2). Поэтому случаи произведений сфер содержащих сомножитель 53 рассмотрены отдельно. В третьей главе исследуется пространство почти комплексных структур на Ss x ?>3, инвариантных относительно SU{2) x SU{2). В первом параграфе изучены левоинвариантные комплексные структуры на SU(2) x SU(2), получен следующий результат:

Теорема 2 Любая левоинвариантпая почти комплексная структура на SU(2) х SU(2) является интегрируемой в том и только том случае, если в базисе (е1,е2,ез,е4,е5,ев) ее матрица имеет вид:
Таким образом показано, что множество лсвоинвариантных комплексных структур на SU(2) x SU(2) полностью исчерпывается классом структур,

описанных Калаби и Экманом [35]. Во втором параграфе дана классификация почти эрмитовых структур на SU(2) xSU(2) с фиксированной метрикой Киллинга-Картана.

Предложение 3 1. Левоинвариантная почти комплексная структура J ? АО\ на SU{2) х SU(2) является приблизительно кэлеровой, т.е. (53 х S3, В, J) G Л/7С, если и только если:

J < еьв2,ез >С< в4,в5,еб >, J < e4,e5,e6

2. На S^xS3 не существует левоинвариаитных почти комплексных структур J е АО%, для которых (S3 х 53, J, В) G W2 и (53 х 53, J, В) G W3. ^. (53 х S3, J, В) 6 W4, где J E АО\ есть левоинвариантная почти комплексная структура на SU(2) x SU{2), если и только если соответствующий эндоморфизм I представим в виде:

°l ° \i (OJ °

= е4, /ое2 = е3, /ое5 = е6.

В третьем параграфе найдены экстремальные значения тензора Нейенхейса на множестве левоинвариаитных почти комплексных структур, ортогональных относительно метрики Киллинга-Картана.

Теорема 3 Максимальное значение нормы тензора Нейенхейса на множестве ортогональных относительно В, левоинвариантных почти комплексных структур на SU(2) x SU(2) достигается на классе приблизительно кэлеровых структур Л/7С и равно 8л/3.

Даже в случае группы Ли размерности б пространства левоинвариантных почти комплексных структур имеют большие размерности: dim Ai+ = 18, dim Ai^ = 12, dim AOi* = б, что значительно затрудняет изучение их свойств. Более наглядными и доступными для детального исследования примерами являются пространства инвариантных почти комплексных структур
на однородных многообразиях с ненулевой группой изотропии. Поэтому четвертая глава посвящена исследованию инвариантных почти комплексных структур на 52n+1 x 52p+1, рассматриваемом как однородное пространство U(n + 1)/U(n) х U(p + 1)/U(p). В качестве однородного пространства выбрано именно произведение нечетномерных сфер по следующим причинам:

1. Известно, что Sin+1 x S2p+l допускает почти комплексную структуру;

2. На S2n+1 x?2p+1 имеется двупараметрическое семейство U(n-\-l) x U(p-\-l) - инвариантных почти комплексных структур I(a,c), a,cGl,c>0;

3. Все структуры семейства интегрируемы;

4. Все структуры семейства положительно ассоциированы с каждой инвариантной кососимметрической 2-формой u\Oj\>o-jo, описанного ниже семейства u\t\'tt, что позволяет с каждой из них связать метрику <7a,c,Ao,Ad;

В первом параграфе исследуются свойства почти комплексных структур на 53 x52n+1 = SU(2) x U(n+l)/U(n). Параграфы 2-5 посвящены изучению свойств эрмитовых многообразий U(n + 1)/U(n) x U(p+ 1)/U(p).

Предложение 4 5-параметрическое семейство метрик ga,c,\,\';t имеет следующие характеристики: 1. Кривизна Риччи:

пс{Х,Х) = 2t (^2 + Зд«)> ric(X,X ) = -2-^-(p +

2(

i) = 2(1 + n - ±),г(с(У!,У!) = 2(1 +p -

г = l,...,2n; j = l,...,2p.

2. Скалярная кривизна
Получены оценки секционной кривизны.

Теорема 4 Секционная кривизна К метрики д па S2n+l x S2p+1 удовлетворяет следующему неравенству:

5; "¦ _ "maxj

где ifmin = min(-^,-------^av---------)> mi = mm(4 ~ f

= min(4 - 3' ед, ' , 1);

Относительно оценок секционной кривизны опубликована работа [39] (см. также [13]).

В шестом параграфе изучен функционал скалярной кривизны на четы-рехпараметрическом семействе метрик ^а.с.А.А';!-

Случай Л = Л' = t = 1 канонической формы и) заслуживает отдельного внимания. Имеет смысл исследовать семейство инвариантных метрик и комплексных структур положительно ассоциированных с этой формой: Ai* и AAdi*- Эти семейства находятся во взаимно однозначном соответствии друг с другом:

*а,с г 9а,с — 9а,с,\,\;\

gujC(X,Y) = Lj(XyIajCY), с > 0. На АЛИ* определены следующие функционалы кривизны:

A{g) = 8, B(g) = s2 С(д) = ||Ric||2 D(g) = \\R\\2

где s, Ric, R - обозначают скалярную кривизну, кривизну Риччи и кривизну Римана соответственно. В седьмом параграфе найдены критические точки этих функционалов. В восьмом параграфе изучается геометрия пространства всех инвариантных комплексных структур на g2n+1 x 52p+1. Найдены его геометрические характеристики, определенные в главе 2.
Результаты диссертации опубликованы в [12, 39, 40, 13, 11, 14, 41, 15] и докладывались на семинаре по геометрии и анализу Кемеровского государственного университета, на семинаре по геометрии Казанского государственного университета, в Московском независимом университете (конкурс Мебиуса), на краевом семинаре по геометрии в Барнаульском государственном педагогическом университете, на семинаре по геометрии и анализу в Институте Математики СО РАН, г. Новосибирск, на международной конференции "Лобачевские чтения" 2001 и 2003 годов, г. Казань, на международной конференции по геометрии и анализу, посвященной памяти А.Д. Александрова, Институт Математики СО РАН, г. Новосибирск, 2002 г., на международной конференции по математике и механике, г. Томск, 2003 г., на межрегиональной конференции МОНА-2004, г. Баржаул.
Глава 1. Основные сведения 1.1. Основные обозначения

М- гладкое (класса С°°) компактное многообразие без границы;

End(V)- множество линейных эндоморфизмов векторного пространства V;

End(M)- расслоение линейных эндоморфизмов ТХМ, х ? М над М;

Г- множество гладких сечений расслоения над М;

F(End(M))- множество гладких полей эндоморфизмов над М.

1.2. Определение почти эрмитового многообразия

Рассмотрим гладкое (класса С°°) риманово многообразие (М,до). Определение 1.1 Почти комплексной структурой на М называется поле эндоморфизмов Зх : ТХМ —У ТХМ, гладко зависящее от х Е М и удовлетворяющее следующему условию: J% = —Idx, где Idx- тождественный эндоморфизм ТХМ, Vx G М.

Определение 1.2 Многообразие М, на котором задана почти комплексная структура Jq называется почти комплексным и обозначается (М, Jo).

Если J - комплексная структура на 2п-мерном вещественном пространстве V, то существуют элементы Х\, ...,Х„ из V такие, что {Х\,..., Хп, JX\,..., JXn} есть базис для V. Причем, матрица перехода между такими базисами имеет положительный определитель. Имеет место следующий известный факт[17]:

Предложение 1.1 Каэюдое почти комплексное многообразие имеет четную размерность и ориентируемо.

Определение 1.3 Метрика qq называется эрмитовой относительно почти комплексной структуры Jq, если
для произвольных векторных полей X, Y на М. Почти комплексная структура Jq, удовлетворяющая свойству (1), называется ортогональной относительно метрики доопределение 1.4 Почти комплексное многообразие (M,go,Jo) называется почти эрмитовым, если до эрмитова относительно почти комплексной структуры Jq.

1.3. Ассоциированные почти комплексные структуры и метрики

Пусть (M,gQiJo) почти эрмитово многообразие.

Определение 1.5 Фундаментальной 2-формой ljq почти эрмитового многообразия (M,go,Jo) называется невырожденная кососимметрическая 2-форма, определяемая по формуле:

cjo(X,Y)=go(X,JoY) для всех векторных полей X uY на М.

Замечание 1.1 Отметим, что при необходимости указать на фундаментальную 2-форму автор будет использовать запись (М\<7о*«Ль^о) для обозначения почти эрмитового многообразия.

Так как до эрмитова относительно Jo, то и с^о будет инвариантна относительно Jo:

u{J0X,J0Y)=l>{X,Y)

для всех векторных полей X и Y на М.

Таким образом, если на римановом многообразии определена почти комплексная структура, то на этом многообразии можно задать кососимметри-ческую невырожденную 2-форму. Верно и обратное.

Предложение 1.2 Если на (М,до) задана невырожденная кососимметрическая билинейная 2-форма uoq, то это многообразие почти комплексное.
Доказательство. Если на М существует невырожденная внешняя 2-форма В, то ей соответствует кососимметрический, относительно римановой метрики эндоморфизм A G r(End(TM)), такой, что gQ(AX,Y) = B{X,Y). A соответствует почти комплексная структура (—А2)~1/2А.

Определение 1.6 Почти комплексная структура J называется положительно ассоциированной с формой со, если:

1. u(JX,JY)=u(X,Y) для всех X,Y G Г(ГМ)

2. u;(X, JX) > 0 для всех ненулевых X G Г(ТМ)

Каждой почти комплексной структуре J многообразия (М,<7о> ^о>^о) положительно ассоциированной с формой и/о соответствует единственная метрика

gj(X,Y)=tjo(X,JY)

Такие метрики называются положительно ассоциированными. Они были изучены в работах Смоленцева Н.К.[64], [20], [23].

1.4. Интегрируемость почти комплексных структур

Пусть М- комплексное многообразие. (Ua,(pa)- атлас, сра : Ua —> Сп-гомеоморфизмы Ua на открытые подмножества в Сп такие, что функции перехода ip~l °<рр ' Ua^\U^ —> Ua f]Up голоморфны на Ua f] Up Ф 0. Пусть cpa = (w^ + г'г;^, ...,w^ + i^). Комплексная структура на М индуцирует вещественную аналитическую структуру [/а, фа на М, где гра = (и\, v\,..., м^, v%). Таким образом комплексная структура на М индуцирует гладкое поле эндоморфизмов J на вещественном 2п-мерном многообразии М, удовлетворяющее следующему условию:

для г = 1, ..п. Отметим, что J не зависит от выбора карт. С другой стороны,
пусть (М,«/)- вещественное почти комплексное многообразие размерности In.

Определение 1.7 Если на М существует комплексная структура, ипду-цирующая J указанным способом, то J называется интегрируемой.

Ключевую роль в вопросе интегрируемости играет тензор Нейенхейса.

Определение 1.8 Тензором Нейенхейса почти комплексного многообразия (M,J) называется тензор типа (1,2), определяемый по формуле:

N(X,Y) = 2([JX,JY] - [X9Y] - J[X,JY] - J[JX,Y]) для векторных полег! X uY на М.

Теорема 1.1 (Ньюлендера-Ниренберга) Почти комплексная структура является комплексной структурой тогда и только тогда, когда ее тензор Нейенхейса равен нулю.

Доказательство этого факта см. например в [17]. Пусть х1,..., х2п- локальная координатная система в М. Полагая X = д/дх* и Y = д/дхк в выражении определяющем N, получаем компоненты Щк для N относительно х1, ...,х2п выраженные в терминах компонент Jj для J и их частных производных:

2п

;к = 2

1.5. Однородные пространства

Рассмотрим риманово многообразие (М,д).

Определение 1.9 Пусть G- группа Ли, действующая на М. Римапово многообразие (М,д) называется G-однородным, если G действует на М изометриями относительно метрики д, причем транзитивно и эдх[)ек-тивно.
Пусть х Е М- некоторая фиксированная точка многообразия М. Обозначим за Н подгруппу группы G, которая оставляет на месте точку х. Подгруппа Н называется стабилизатором точки х действия группы Ли G.

Теорема 1.2 Однородное риманово многообразие (М,д) дидуфеоморфно однородному пространству G/H.

Обозначим алгебры Ли групп G и Н за g и Ь) соответственно.

Определение 1.10 Однородное пространство G/Н называется редуктив-ным, если g может быть [юзложено в прямую сумму векторных пространств- алгебры Ли f) и -&<№)-инвариантного подпространства р, то есть

С р Второе условие влечет:
Имеет место следующая [17]:

Теорема 1.3 Однородное риманово пространство есть редуктивное пространство

Пространство р естественно отождествляется с Т^М- касательным пространством к М в начальной точке ё при помощи изоморфизма, сопоставляющего вектору X G р киллингово векторное поле, в начальной точке равное X.

Теорема 1.4 [6] Пусть G- связная группа Ли, Н- ее компактная подгруппа, не содержащая нормальных подгрупп группы G, и пространство G/H односвязио. Далее, пусть р- adt)-инвариантное дополнение к fj в д. Тогда каэ/сдое а,<\[)-инвариан7ппое скалярное произведение (,) е р определяет G-инвариантпую метрику g в G/H.
Список литературы
Цена, в рублях:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 1425
Скачать бесплатно 23549.doc 





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.