切丛
纤维丛理论
切丛是微分几何中最重要的概念之一,与之对偶的概念是余切丛。 很多重要的几何性质都和切丛及余切从有关。 它是研究微分几何的重要工具。
简介
切丛是微分流形M上的一种特殊的向量丛,记为TM,它的就等于流形M的维数的两倍。切丛的截面就是我们说的切向量场
几何直观上说, 切丛就是流形上每一点处的切空间“粘合”在一起得到的新流形--即向量丛。这是流形自带的一个向量丛,它反映了该流形的大范围性质和局部性质的联系。
性质
设ξ=π:E→B为向量丛,π*:TE→TB,由于将u∈E的纤维线性满映射到π(u)∈B的纤维上,则π*诱导出满态射h:TE→π*TB,则kerh=kerπ*为𝓥ξ=π𝓥:𝓥E→E的全空间𝓥E,且TE≅𝓥E⨁π*TB,其中𝓥ξ为π的垂直丛。
𝓥ξ等价于π*ξ。
整体微分
定义
设F:M→N为光滑映射,则切映射dF:τM→τN为光滑映射,且在纤维τpM上的限制为切空间之间的映射dFp。
性质
若F为光滑映射,则dF亦然。
若F为微分同胚,则dF亦然。
切函子
切函子为光滑流形范畴Diff的自函子,将M打到切丛τM,将光滑映射F打到切映射dF。
应用
利用切丛和余切丛,可以得到(p,q)型张量。由此可以引入联络的概念,人们就可以像计算函数导数那样去描述切向量的变化。
很多几何概念都可以通过切丛和余切丛来定义。比如黎曼度量的概念也可以从切丛的局部化上定义,进而得到大范围上的度量。近复结构也可以利用切丛来定义。
向量丛
一个典型的例子是流形的切丛:对流形的每一点附上流形在该点的切空间。或者考虑一个平面上的光滑曲线
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 17:19
目录
概述
简介
性质
整体微分
参考资料