\(C^\infty\)ベクトルバンドル(束)に対して、チャートトリビアライジングオープンカバー(開被覆)があることの記述/証明
話題
About: \(C^\infty\)マニフォールド(多様体)
この記事の目次
開始コンテキスト
- 読者は、ランク\(k\)の\(C^\infty\)ベクトルたちバンドル(束)の定義を知っている。
- 読者は、任意のベクトルたちバンドル(束)に対して、あるトリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)は必ずしもチャートオープンサブセット(開部分集合)ではないが、任意のトリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)上の各ポイントにおいてより小さいかもしれないチャートトリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)があるという命題を認めている。
- 読者は、任意の\(C^\infty\)マニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、その任意のチャートに対して、当該チャートの、任意のオープンサブセット(開部分集合)ドメイン(定義域)についてのリストリクション(制限)はチャートであるという命題を認めている。
- 読者は、任意の\(C^\infty\)トリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)の任意のオープンサブセット(開部分集合)は\(C^\infty\)トリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)であるという命題を認めている。
ターゲットコンテキスト
- 読者は、任意の\(C^\infty\)ベクトルたちバンドル(束)に対して、あるチャートトリビアライジングオープンカバー(開被覆)があるという命題の記述および証明を得る。
オリエンテーション
本サイトにてこれまで議論された定義たちの一覧があります。
本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。
本体
1: 構造化された記述
ここに'構造化された記述'のルールたちがある。
エンティティ(実体)たち:
\((E, M, \pi)\): \(\in \text{ ランク } k \{\text{ の全ての } C^\infty \text{ ベクトルたちバンドル(束)たち }\}\)
//
ステートメント(言明)たち:
\(\exists M \text{ のあるチャートトリビアライジングオープンカバー(開被覆) }\)
//
2: 証明
全体戦略: ステップ1: 任意のトリビアライジングオープンカバー(開被覆)\(\{U_\beta \vert \beta \in B\}\)を取る; ステップ2: 各\(p \in U_\beta\)に対して、あるチャートトリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)\(U_{\beta, p}\)を取り、\(\{U_{\beta, p} \vert \beta \in B, p \in U_\beta\}\)は\(M\)をカバーすることを見る; ステップ3: \(\{U_{\beta, p} \vert \beta \in B, p \in U_\beta\}\)はリファイン(洗練)してローカルにファイナイト(有限)であるようにできる、もしもそう望むならば。
ステップ1:
あるトリビアライジングオープンカバー(開被覆)\(\{U_\beta \vert \beta \in B\}\)、ここで、\(B\)はアンカウンタブル(不可算)かもしれないインデックスセット(集合)、\(C^\infty\)ベクトルたちバンドル(束)の定義によって。
しかし、\(U_\beta\)は必ずしもチャートオープンサブセット(開部分集合)ではない、したがって、各構成要素がチャートオープンサブセット(開部分集合)であるようなあるトリビアライジングオープンカバー(開被覆)を見つける、それが、本命題の趣旨である。
ステップ2:
各\(p \in U_\beta\)に対して、以下を満たすあるチャートトリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)、つまり、\(U_{\beta, p}\)、つまり、\(U_{\beta, p} \subseteq U_\beta\)、がある、任意のベクトルたちバンドル(束)に対して、あるトリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)は必ずしもチャートオープンサブセット(開部分集合)ではないが、任意のトリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)上の各ポイントにおいてより小さいかもしれないチャートトリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)があるという命題によって。
\(\{U_{\beta, p} \vert \beta \in B, p \in U_\beta\}\)は何らかの重複たちを持っているかもしれないが、そうした重複たちは自動的に抹消される、セット(集合)の定義によって。
\(\{U_{\beta, p} \vert \beta \in B, p \in U_\beta\}\)は明らかに\(M\)をカバーする。
ステップ3:
本命題は既に証明された、しかし、もしも、当該オープンカバー(開被覆)がもっと小さくあるように望むのであれば、\(\{U_{\beta, p} \vert \beta \in B, p \in U_\beta\}\)はリファイン(洗練)してローカルにファイナイト(有限)であるようにできる、なぜなら、任意の\(C^\infty\)マニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、はパラコンパクトである: 当該リファインメント(洗練)の各要素はチャートトリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)である、任意の\(C^\infty\)マニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、その任意のチャートに対して、当該チャートの、任意のオープンサブセット(開部分集合)ドメイン(定義域)についてのリストリクション(制限)はチャートであるという命題および任意の\(C^\infty\)トリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)の任意のオープンサブセット(開部分集合)は\(C^\infty\)トリビアライジングオープンサブセット(開部分集合)であるという命題によって。