微分同胚

更新时间:2023-01-08 11:13

微分同胚(diffeomorphism),数学术语,在数学中,微分同胚是适用于微分流形范畴的同构概念。这是从微分流形之间的可逆映射,使得此映射及其逆映射均为光滑(即无穷可微)的。

定义

对给定的两个光滑流形M与N,若f:M→N为双射,且f与f-1均为光滑映射,则称f为微分同胚。

性质

M上所有微分同胚集Diff(M)在复合映射下为

相关概念

若在微分流形之间存在微分同胚映射,则称与是微分同胚的。

对于流形,可采同样办法定义微分同胚之概念。

例子

考虑

此微分同胚可由下述映射给出:

与同胚的关系

对维度小于3的流形,可证明同胚的流形必为微分同胚;换言之,此时流形上的拓扑结构确定了微分结构。在四维以上则存在反例,最早的构造是约翰·米尔诺的七维怪球,米尔诺更证明了七维球上恰有28种微分流形结构,它们都可表成某个在上的丛。在1980年代,西蒙·唐纳森与迈克尔·哈特利·弗里德曼的证明在上有不可数个相异的微分结构。

扩展

在1926年,TiborRadó询问,单位圆的任何同胚或异形的谐波延伸是否在开放光盘上产生了变形。 Hellmuth Kneser不久之后提供了一个优雅的证明。 1945年,Gustave Choquet显然不知道这个结果,产生了完全不同的证据。

圆的(取向保留)分形组是路径连通的。这可以通过注意到任何这样的不同形式可以提升到满足[f(x + 1)= f(x)+ 1]的令的diffeomorphism f;这个空间是凸的,因此是路径连接的。一个平滑的,最终恒定的身份路径给了第二个更加基本的方式,从圆形扩展到开放单位盘(亚历山大技巧的特殊情况)。此外,圆的不同形状组具有正交组O(2)的同伦型。

20世纪50年代和60年代,高维球体Sn-1的不同形貌的相应扩展问题得到了很多研究,其中有RenéThom,John Milnor和Stephen Smale的着作。这种延伸的阻碍由有限的阿贝尔组Γn(“扭转球体组”)给出,其定义为由扩展到球Bn的不同形态的分类的不同形式组的阿贝尔组分组的商。

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