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向量叢
鎖定
向量叢是纖維叢的一種。
- 中文名
- 向量叢
- 外文名
- vector bundle
- 所屬學科
- 纖維叢理論
向量叢定義
向量叢相關概念
設ξ=π:E→M為向量叢。
任意向量叢均允許存在歐幾里得度量。
向量叢叢的操作
復向量叢η的複共軛為
。
實向量叢η的復化c(η)的纖維空間為ℂ⊗RF,結構羣為G×G。
向量叢性質
設ξ為n維光滑流形B上的n階向量叢。B可被n+1個集U0,...,Un覆蓋,使得限制ξ|Ui為平凡叢。
設B為k維光滑流形,則存在雙射Vectn(B)↔[B,Gn,n(2k+1)],其中Vectn(B)為B上向量叢ξ的等價類,[B,Gn,n(2k+1)]為ι∘f的同倫類,f:B→Gn,k為ξ的分類映射,ι:Gn,nk→Gn,n(2k+1)為包含映射。
[5]
向量叢向量叢態射
一個從向量叢π1:E1→X1到向量叢π2:E2→X2的態射(morphism)是一對連續映射f:E1→E2和g:X1→X2使得
[2]
- gπ1= π2f
- 對於每個X1中的x,由f誘導的映射π1({x}) → π2({g(x)})是一個向量空間的線性變換。
所有向量叢的類和叢的射組成了一個範疇。限制到光滑流形和光滑叢射,我們就有了光滑向量叢的範疇。
我們可以考慮有一個固定底空間X的所有向量叢組成的範疇。我們取那些在底空間X上為恆等映射(identity map)的射作為在這個範疇中的射. 也就是説,叢射滿足下面的交換圖:
(注意這個範疇不是可交換的;向量叢的射的核通常不能很自然的成為一個向量叢。)
向量叢截面
給定一個向量叢π:E→X和一個開子集U,我們可以考慮π在U上的截面,也就是連續函數s:U→E滿足πs= idU.本質上,截面給U的每一點一個從附在該點的向量空間中所取的向量,取值要有連續性。
例如,微分流形的切叢的截面就是流形上的向量場。
令F(U)為U上所有截面的集合.F(U)總有至少一個元素:把V中的x映射到π({x})的零元的函數s.使用每點的加法和數乘,F(U)本身也成為了向量空間.這些向量空間的總和就是X上的向量空間的層。
若s屬於F(U)而α:U→R是一連續映射,則αs屬於F(U).我們可以看到F(U)是一個U上的連續實值函數的環上的模。進一步講,若OX表示X上連續函數的層結構,則F是OX-模的一個層。
不是OX-模的每個層都是以這種方式從向量叢的導的:只有局部自由層可以從這種方法得到。(理由:局部的,我們要找一個投影U×R→U的一個截面,這些恰好是連續函數U→R,並且這一函數是連續函數U→Rn-元組.)
更進一步講:X上的實向量叢的範疇是等價於OX-模的局部自由和有限生成的層的。
所以我們可以將向量叢視為位於OX-模的層的範疇內;而後者是可交換的,所以我們可以計算向量叢的射的核。
向量叢向量叢的操作
向量叢變種和推廣
向量叢是纖維叢的特例。
光滑向量叢定義為滿足E和X是光滑流形,π:E→X是光滑映射,而局部平凡化映射φ是微分同胚的向量叢。
如果我們允許在局部平凡化中使用任意巴拿赫空間(而不僅是R),就可以得到巴拿赫叢。
- 參考資料
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- 1. Milnor, John W.; Stasheff, James D. Characteristic classes. Annals of Mathematics Studies, No. 76. Princeton University Press, Princeton, N. J.; University of Tokyo Press, Tokyo, 1974. vii+331 pp. ISBN 0-691-08122-0.
- 2. Kolár I, Slovák J, Michor P W. Natural operations in differential geometry[J]. 1999.
- 3. H. Blaine Lawson, JR. Marie-Louise Michelsohn.自旋幾何:普林斯頓大學出版社,1989
- 4. 中原幹夫.幾何,拓撲與物理 第2版:IOP,2003
- 5. Gerard Walschap.微分幾何中的度量結構:Springer,2004
- 6. B. A. Dubrovin, A. T. Fomenko, S. P. Novikov.現代幾何學方法和應用 第2卷:Springer,1985