2024年11月10日日曜日

861: Cマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、のオープンサブセット(開部分集合)からユークリディアンCマニフォールド(多様体)またはクローズド(閉)アッパーハーフ(上半)ユークリディアンCマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、のオープンサブセット(開部分集合)の上へのマップ(写像)はチャートマップ(写像)である、もしも、それがディフェオモーフィズムである場合、そしてその場合に限って

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Cマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、のオープンサブセット(開部分集合)からユークリディアンCマニフォールド(多様体)またはクローズド(閉)アッパーハーフ(上半)ユークリディアンCマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、のオープンサブセット(開部分集合)の上へのマップ(写像)はチャートマップ(写像)である、もしも、それがディフェオモーフィズムである場合、そしてその場合に限って、ことの記述/証明

話題


About: C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



ターゲットコンテキスト



  • 読者は、任意のCマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、に対して、当該マニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、の任意のオープンサブセット(開部分集合)から対応するディメンショナル(次元)ユークリディアンCマニフォールド(多様体)またはクローズド(閉)アッパーハーフ(上半)ユークリディアンCマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、の任意のオープンサブセット(開部分集合)の上への任意のマップ(写像)はチャートマップ(写像)である、もしも、それがディフェオモーフィズムである場合、そしてその場合に限って、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:
M: { 全ての d ディメンショナル(次元) C マニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、たち }
Rd: = 当該ユークリディアン C マニフォールド(多様体) 
Hd: = 当該クローズド(閉)アッパーハーフ(上半)ユークリディアン C マニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き 
U: {M の全てのオープンサブセット(開部分集合)たち }
U: {Rd または Hd の全てのオープンサブセット(開部分集合)たち }
f: :UU
//

ステートメント(言明)たち:
f{ 全てのディフェオモーフィズムたち }

(UM,f){M に対する全てのチャートたち }
//


2: 証明


全体戦略: ステップ1: fはディフェオモーフィックであると仮定し、以下を満たす任意のチャート(UM,ϕ)、つまり、UU、を取り、(UM,f)(UM,ϕ)Cコンパチブル(互換)であることを見る; ステップ2: (UM,f)はチャートであると仮定し、チャート(URd または Hd,id)を取り、fおよびf1の当該チャートたちに関するコンポーネントたちファンクション(関数)たちはCであることを見る。

ステップ1:

fはディフェオモーフィズムであると仮定しよう。

fはホメオモーフィズム(位相同形写像)である。

以下を満たす任意のチャート(UM,ϕ)、つまり、UU、を取ろう。

チャート(URd または Hd,id)を取ろう。

f(UU)U

任意のバウンダリー(境界)付きCマニフォールド(多様体)たちの任意のサブセット(部分集合)たち間の任意のマップ(写像)で任意のポイントにおいてCkであるもの、ここで、k0を除外しを含む、に対して、当該ポイント周りのドメイン(定義域)チャートと対応するポイント周りのコドメイン(余域)チャートの任意のペアでドメイン(定義域)チャートとドメイン(定義域)のインターセクション(共通集合)がコドメイン(余域)チャートの中へマップされるものは定義の条件を満たすという命題によって、fのコーディネート(座標)たちファンクション(関数)idfϕ1|ϕ(UU):ϕ(UU)UCである。

しかし、それはfϕ|UU1:ϕ(UU)Uに等しく、そのコドメイン(余域)リストリクション(制限)fϕ|UU1:ϕ(UU)f(UU)はトランジション(遷移)マップ(写像)であり、それはCである、任意のバウンダリー(境界)付きCマニフォールド(多様体)たちの任意のサブセット(部分集合)たち間の任意のマップ(写像)で任意のポイントにおいてCkであるもの、ここで、kを含む、に対して、レンジ(値域)を包含する任意のコドメイン(余域)についてのリストリクション(制限)またはエクスパンション(拡張)は当該ポイントにおいてCkであるという命題によって。

f(UU)f(U)U=f(U)のオープンサブセット(開部分集合)である、なぜなら、fはホメオモーフィック(位相同形写像)である、したがって、(f(UU)Rd or Hd,id)RdまたはHdに対するチャートである、任意のC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によって。

f1(f(UU))U

任意のバウンダリー(境界)付きCマニフォールド(多様体)たちの任意のサブセット(部分集合)たち間の任意のマップ(写像)で任意のポイントにおいてCkであるもの、ここで、k0を除外しを含む、に対して、当該ポイント周りのドメイン(定義域)チャートと対応するポイント周りのコドメイン(余域)チャートの任意のペアでドメイン(定義域)チャートとドメイン(定義域)のインターセクション(共通集合)がコドメイン(余域)チャートの中へマップされるものは定義の条件を満たすという命題によって、f1のコーディネート(座標)たちファンクション(関数)ϕf1id1:id(f(UU))ϕ(U)Cである。

しかし、それはϕf1:f(UU)ϕ(U)に等しく、そのコドメイン(余域)リストリクション(制限)ϕf1:f(UU)ϕ(UU)はトランジション(遷移)マップ(写像)であり、それはCである、任意のバウンダリー(境界)付きCマニフォールド(多様体)たちの任意のサブセット(部分集合)たち間の任意のマップ(写像)で任意のポイントにおいてCkであるもの、ここで、kを含む、に対して、レンジ(値域)を包含する任意のコドメイン(余域)についてのリストリクション(制限)またはエクスパンション(拡張)は当該ポイントにおいてCkであるという命題によって。

それが意味するのは、(UM,f)(UM,ϕ)Cコンパチブル(互換)であるということ。

したがって、(UM,f)は当該マキシマル(最大)アトラス内にある。

ステップ2:

(UM,f)はチャートであると仮定しよう。

チャート(URd または Hd,id)を取ろう。

fのコンポーネントたちファンクション(関数)idff1:f(U)id(U)Cである、なぜなら、それはidである、任意のユークリディアンCマニフォールド(多様体)または任意のクローズド(閉)アッパーハーフ(上半)ユークリディアンCマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、の任意のサブセット(部分集合)から同一ディメンショナル(次元)ユークリディアンCマニフォールド(多様体)または同一ディメンショナル(次元)クローズド(閉)アッパーハーフ(上半)ユークリディアンCマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、の任意のサブセット(部分集合)の中へのアイデンティティマップ(恒等写像)はCであるという命題によって。

f1のコンポーネントたちファンクション(関数)ff1id1:id(U)f(U)Cである、なぜなら、それはidである、任意のユークリディアンCマニフォールド(多様体)または任意のクローズド(閉)アッパーハーフ(上半)ユークリディアンCマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、の任意のサブセット(部分集合)から同一ディメンショナル(次元)ユークリディアンCマニフォールド(多様体)または同一ディメンショナル(次元)クローズド(閉)アッパーハーフ(上半)ユークリディアンCマニフォールド(多様体)、バウンダリー(境界)付き、の任意のサブセット(部分集合)の中へのアイデンティティマップ(恒等写像)はCであるという命題によって。

したがって、fはディフェオモーフィックである。


参考資料


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