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線織部分多様体について
木村 真琴
茨城大学理学部
平成30年1 月26日
内容
Introduction
の線織面
球面内の線織部分多様体
内容
Introduction
R
3 の線織面球面内の線織部分多様体
球面内の 部分多様体の構成 複素双曲空間内の線織実超曲面について
内容
Introduction
R
3 の線織面球面内の線織部分多様体
内容
Introduction
R
3 の線織面球面内の線織部分多様体
球面内の austere 部分多様体の構成
複素双曲空間内の線織実超曲面について
内容
Introduction
R
3 の線織面球面内の線織部分多様体
球面内の austere 部分多様体の構成
変分問題と 微分幾何学
微分幾何学において 、 重要な研究対象は変分問 題の解と し て 得ら れる こ と が多い。
コ ン パク ト 多様体 上の 計量 に 対し て 、 全スカラ ー曲率 の臨界点は
計量 である 。 多様体間の写像
のエネルギー汎関数 の臨界点 は調和写像 と よ ばれる 。
変分問題と 微分幾何学
微分幾何学において 、 重要な研究対象は変分問 題の解と し て 得ら れる こ と が多い。
コ ン パク ト 多様体 M 上の Riemann計量 g に
対し て 、 全スカラ ー曲率
∫
Msgdµ
g の臨界点はEinstein計量 Ricg
=
λ
g である 。多様体間の写像
変分問題と 微分幾何学
微分幾何学において 、 重要な研究対象は変分問 題の解と し て 得ら れる こ と が多い。
コ ン パク ト 多様体 M 上の Riemann計量 g に
対し て 、 全スカラ ー曲率
∫
Msgdµ
g の臨界点はEinstein計量 Ricg
=
λ
g である 。Riemann多様体間の写像 f
: (
M,
g)
→
(
N,
h)
のエネルギー汎関数(
1/
2)
∫
M|
df|
2dµ
g の臨界点は調和写像traceg
∇
df=
0 と よ ばれる 。極小部分多様体
Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体 M について 、 体積汎関数の (compact supportを も つ)
変分の臨界点は、
極小部分多様体 である 。
こ こ で、 は
部分多様体 の平均曲率ベク ト ル、 は
の第二基本形式で、 は の接空間
極小部分多様体
Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体 M について 、 体積汎関数の (compact supportを も つ)
変分の臨界点は、
極小部分多様体 H
=
0 である 。こ こ で、 は
部分多様体 の平均曲率ベク ト ル、 は
の第二基本形式で、 は の接空間
の正規直交基である 。
極小部分多様体
Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体 M について 、 体積汎関数の (compact supportを も つ)
変分の臨界点は、
極小部分多様体 H
=
0 である 。こ こ で、 H
= (
1/
n)
∑
σ
(
ei,
ei) (
n=
dimM)
は 部分多様体 M の平均曲率ベク ト ル、σ
は M部分多様体の第二基本形式
(
N,
g)
の Levi-Civita接続を∇
N,M の誘導計量に関する M の Levi-Civita接続を
∇
M と する 。
に接する ベク ト ル場 について 、 と する と 、
は、 の各点で法ベク ト ル空間に値を も つ 対称双一次形式で、 の第二基本形式と いう 。
部分多様体の第二基本形式
(
N,
g)
の Levi-Civita接続を∇
N,M の誘導計量に関する M の Levi-Civita接続を
∇
M と する 。
M に接する ベク ト ル場 X
,
Y について 、σ
(
X,
Y) =
∇
NXY
− ∇
MXY と する と 、
部分多様体の第二基本形式
(
N,
g)
の Levi-Civita接続を∇
N,M の誘導計量に関する M の Levi-Civita接続を
∇
M と する 。
M に接する ベク ト ル場 X
,
Y について 、σ
(
X,
Y) =
∇
NXY
− ∇
MXY と する と 、
σ
は、 M の各点で法ベク ト ル空間に値を も つ対称双一次形式で、 M の第二基本形式と いう 。
全測地的部分多様体
特に、
σ
=
0 と なる 部分多様体は全測地的である と いう 。
空間 の全測地的部分多様体は、 線形 部分空間 を 平行移動し た 部分空間 であり 、 球面 の全測地的部分多様体は、 大 球 である 。
定義よ り 、 全測地的部分多様体は極小である が、 一般に逆は成り 立たない。
全測地的部分多様体
特に、
σ
=
0 と なる 部分多様体は全測地的である と いう 。
Euclid空間
R
n の全測地的部分多様体は、 線形部分空間
R
k (を 平行移動し た affine 部分空間) であり 、 球面 Sn の全測地的部分多様体は、 大球Sk である 。
定義よ り 、 全測地的部分多様体は極小である が、 一般に逆は成り 立たない。
対称空間の全測地的部分多様体は 長野 によ っ て 研究さ れて いる
全測地的部分多様体
特に、
σ
=
0 と なる 部分多様体は全測地的である と いう 。
Euclid空間
R
n の全測地的部分多様体は、 線形部分空間
R
k (を 平行移動し た affine 部分空間) であり 、 球面 Sn の全測地的部分多様体は、 大球Sk である 。
定義よ り 、 全測地的部分多様体は極小である が、 一般に逆は成り 立たない。
全測地的部分多様体
特に、
σ
=
0 と なる 部分多様体は全測地的である と いう 。
Euclid空間
R
n の全測地的部分多様体は、 線形部分空間
R
k (を 平行移動し た affine 部分空間) であり 、 球面 Sn の全測地的部分多様体は、 大球Sk である 。
定義よ り 、 全測地的部分多様体は極小である が、 一般に逆は成り 立たない。
対称空間の全測地的部分多様体は Chen-長野
によ っ て 研究さ れて いる (Duke Math. J., 1977,1978)
R
3の極小曲面
3 次元Euclid 空間
R
3 の極小曲面は、 (局所的 には)「 石鹸膜」 と し て 実現さ れる 。の曲面を 、 局所的に 変数関数 の グラ フ と 表し た時、 極小曲面の 方程式は
R
3の極小曲面
3 次元Euclid 空間
R
3 の極小曲面は、 (局所的 には)「 石鹸膜」 と し て 実現さ れる 。R
3 の曲面を 、 局所的に 2 変数関数u(
x,
y)
の グラ フ(
x,
y,
u(
x,
y))
と 表し た時、 極小曲面の 方程式はと 、 階楕円型偏微分方程式になる 。
R
3の極小曲面
3 次元Euclid 空間
R
3 の極小曲面は、 (局所的 には)「 石鹸膜」 と し て 実現さ れる 。R
3 の曲面を 、 局所的に 2 変数関数u(
x,
y)
の グラ フ(
x,
y,
u(
x,
y))
と 表し た時、 極小曲面の 方程式は(
1+
u2y)
uxx−
2uxuyuxy+ (
1+
u2x)
uyy=
0 と 、部分多様体の対称性
「 Einstein計量」「 調和写像」「 極小部分多様
体」 の方程式は、 一般にそ れぞれ偏微分方程式 と なり 、 解く のは難し い。
そ こ で、 考えて いる 対象に対称性を 仮定し て 、 方程式を 常微分方程式に帰着さ せて 、 そ の解を 調べる こ と も 多い。
の曲面で、「 対称性」 を も つク ラ スと し て 、 回転面と 線織面がある 。
部分多様体の対称性
「 Einstein計量」「 調和写像」「 極小部分多様
体」 の方程式は、 一般にそ れぞれ偏微分方程式 と なり 、 解く のは難し い。
そ こ で、 考えて いる 対象に対称性を 仮定し て 、 方程式を 常微分方程式に帰着さ せて 、 そ の解を 調べる こ と も 多い。
部分多様体の対称性
「 Einstein計量」「 調和写像」「 極小部分多様
体」 の方程式は、 一般にそ れぞれ偏微分方程式 と なり 、 解く のは難し い。
そ こ で、 考えて いる 対象に対称性を 仮定し て 、 方程式を 常微分方程式に帰着さ せて 、 そ の解を 調べる こ と も 多い。
R
3 の曲面で、「 対称性」 を も つク ラ スと し て 、回転面と 線織面がある 。
部分多様体の対称性
「 Einstein計量」「 調和写像」「 極小部分多様
体」 の方程式は、 一般にそ れぞれ偏微分方程式 と なり 、 解く のは難し い。
そ こ で、 考えて いる 対象に対称性を 仮定し て 、 方程式を 常微分方程式に帰着さ せて 、 そ の解を 調べる こ と も 多い。
R
3 の曲面で、「 対称性」 を も つク ラ スと し て 、回転面の一般化
R
3 の回転面は、 半平面内の曲線を 回転する こ と によ り 得ら れる 。こ のと き 、 極小曲面の方程式は常微分方程式に 帰着さ れて 、 具体的に解く こ と ができ て 、
の回転面が極小曲面なら ば、 平面か懸垂 面の一部である 。
こ の結果は、 対称空間内の極小超曲 面の構成など に一般化さ れて いる
。
回転面の一般化
R
3 の回転面は、 半平面内の曲線を 回転する こ と によ り 得ら れる 。こ のと き 、 極小曲面の方程式は常微分方程式に 帰着さ れて 、 具体的に解く こ と ができ て 、
の回転面が極小曲面なら ば、 平面か懸垂 面の一部である 。
こ の結果は、 対称空間内の極小超曲 面の構成など に一般化さ れて いる
回転面の一般化
R
3 の回転面は、 半平面内の曲線を 回転する こ と によ り 得ら れる 。こ のと き 、 極小曲面の方程式は常微分方程式に 帰着さ れて 、 具体的に解く こ と ができ て 、
R
3 の回転面が極小曲面なら ば、 平面か懸垂 面の一部である (Bonnet, 1860)。こ の結果は、 対称空間内の極小超曲 面の構成など に一般化さ れて いる
。
回転面の一般化
R
3 の回転面は、 半平面内の曲線を 回転する こ と によ り 得ら れる 。こ のと き 、 極小曲面の方程式は常微分方程式に 帰着さ れて 、 具体的に解く こ と ができ て 、
R
3 の回転面が極小曲面なら ば、 平面か懸垂 面の一部である (Bonnet, 1860)。こ の結果は、 Riemann 対称空間内の極小超曲
懸垂面
R
3の線織面
R
3 内の直線の 1 パラ メ ータ ー族から なる 曲面 を線織面と いう 。の線織面の例と し て 、 平面、 柱面、 錐面、 常螺旋面、 接線曲面、 一葉双曲面、 双曲放物面
最後の2 つは、 二重線織面 がある 。
R
3の線織面
R
3 内の直線の 1 パラ メ ータ ー族から なる 曲面 を線織面と いう 。R
3 の線織面の例と し て 、 平面、 柱面、 錐面、 常螺旋面、 接線曲面、 一葉双曲面、 双曲放物面(最後の2 つは、 二重線織面)がある 。
内の直線は 変換で保たれる ので、 線 織面は 幾何の研究対象でも あり 、 さ ら に 射影幾何、 代数幾何でも 研究さ れて いる 。
R
3の線織面
R
3 内の直線の 1 パラ メ ータ ー族から なる 曲面 を線織面と いう 。R
3 の線織面の例と し て 、 平面、 柱面、 錐面、 常螺旋面、 接線曲面、 一葉双曲面、 双曲放物面(最後の2 つは、 二重線織面)がある 。
R
3 内の直線は affine変換で保たれる ので、 線織面は affine幾何の研究対象でも あり 、 さ ら に
R
3の線織面
R
3 内の直線の 1 パラ メ ータ ー族から なる 曲面 を線織面と いう 。R
3 の線織面の例と し て 、 平面、 柱面、 錐面、 常螺旋面、 接線曲面、 一葉双曲面、 双曲放物面(最後の2 つは、 二重線織面)がある 。
R
3 内の直線は affine変換で保たれる ので、 線織面は affine幾何の研究対象でも あり 、 さ ら に
射影幾何、 代数幾何でも 研究さ れて いる 。
8
の字曲線の錐面
一葉双曲面
双曲放物面
R
3の極小線織面
R
3 内の極小な線織面は、 平面か常螺旋面の一 部である こ と が知ら れて いる (Catalan, 1842)。
こ の結果は、 断面曲率 が一定の実空間型
空間 球面 と 双
曲空間 内の線織部分多様体に一般
R
3の極小線織面
R
3 内の極小な線織面は、 平面か常螺旋面の一 部である こ と が知ら れて いる (Catalan, 1842)。
こ の結果は、 断面曲率K が一定の実空間型 Nn
(
K)
:空間 球面 と 双
曲空間 内の線織部分多様体に一般
化さ れて いる
R
3の極小線織面
R
3 内の極小な線織面は、 平面か常螺旋面の一 部である こ と が知ら れて いる (Catalan, 1842)。
こ の結果は、 断面曲率K が一定の実空間型 Nn
(
K)
:Euclid空間
R
n(
K=
0)
,球面 Sn(
K>
0)
と 双 曲空間Hn(
K<
0)
内の線織部分多様体に一般 化さ れて いる (Barbosa-Dajczer-Jorge,常螺旋面
実空間型の線織部分多様体
Nn
(
K)
の部分多様体 Mk+1 が線織部分多様 体である と は、上余次元 の葉層構造 が存在 し て 、
実空間型の線織部分多様体
Nn
(
K)
の部分多様体 Mk+1 が線織部分多様 体である と は、M 上余次元 1 の葉層構造(foliation) F が存在
し て 、
の各 が の全測地的部分多様体 である こ と を いう 。
実空間型の線織部分多様体
Nn
(
K)
の部分多様体 Mk+1 が線織部分多様 体である と は、M 上余次元 1 の葉層構造(foliation) F が存在
し て 、
F の各leaf L がNn
(
K)
の全測地的部分多様体実空間型の
極小
線織部分多様体
実空間型Nn
(
K)
の線織部分多様体 Mk+1 が極小部分多様体なら ば、
の全測地的部分多様体 を 、 の等長変換の 群で動かし たも のになっ て いる 。
証明のポイ ン ト は、 線織部分多様体 の各 点で、 全測地的 に直交する 方向の単位 ベク ト ル場の積分曲線が、
の等長変換の 群の軌道に なっ て いる こ と を 示すと こ ろ にある 。
実空間型の
極小
線織部分多様体
実空間型Nn
(
K)
の線織部分多様体 Mk+1 が極小部分多様体なら ば、
Nn
(
K)
の全測地的部分多様体 Nk(
K)
を 、Nn
(
K)
の等長変換の 1-parameter 群で動かしたも のになっ て いる 。
証明のポイ ン ト は、 線織部分多様体 の各 点で、 全測地的 に直交する 方向の単位 ベク ト ル場の積分曲線が、
実空間型の
極小
線織部分多様体
実空間型Nn
(
K)
の線織部分多様体 Mk+1 が極小部分多様体なら ば、
Nn
(
K)
の全測地的部分多様体 Nk(
K)
を 、Nn
(
K)
の等長変換の 1-parameter 群で動かしたも のになっ て いる 。
証明のポイ ン ト は、 線織部分多様体 Mk+1 の各 点で、 全測地的 leafL に直交する 方向の単位
ベク ト ル場の積分曲線が、
の等長変換の 群の軌道に なっ て いる こ と を 示すと こ ろ にある 。
実空間型の
極小
線織部分多様体
実空間型Nn
(
K)
の線織部分多様体 Mk+1 が極小部分多様体なら ば、
Nn
(
K)
の全測地的部分多様体 Nk(
K)
を 、Nn
(
K)
の等長変換の 1-parameter 群で動かしたも のになっ て いる 。
証明のポイ ン ト は、 線織部分多様体 Mk+1 の各 点で、 全測地的 leafL に直交する 方向の単位
ベク ト ル場の積分曲線が、
Nn
(
K)
の等長変換の 1-parameter 群の軌道に線織部分多様体の一般化
では、 実空間型の線織部分多様体の定義で、 葉 層構造の余次元を 2以上にし たら ど う か?
特に、 の単位球面 内の大円
の 族から なる 、 次元部分多様体 を大域的にはど う 構成し たら よ いか?
の 余次元が のと き には、 各
に直交する 方向の積分曲線を 見れば、 線織部分 多様体 の構造がわかっ たが、
余次元が 以上の場合は、 の接空間の直交補 空間が作る 接分布 は、 積分可能 と は限ら ない!
線織部分多様体の一般化
では、 実空間型の線織部分多様体の定義で、 葉 層構造の余次元を 2以上にし たら ど う か?
特に、
R
n+1 の単位球面Sn
(
1)
内の大円S1(
1)
の 2-parameter族から なる 、 3 次元部分多様体を大域的にはど う 構成し たら よ いか?
の 余次元が のと き には、 各
に直交する 方向の積分曲線を 見れば、 線織部分 多様体 の構造がわかっ たが、
線織部分多様体の一般化
では、 実空間型の線織部分多様体の定義で、 葉 層構造の余次元を 2以上にし たら ど う か?
特に、
R
n+1 の単位球面Sn
(
1)
内の大円S1(
1)
の 2-parameter族から なる 、 3 次元部分多様体を大域的にはど う 構成し たら よ いか?
(Foliation の)余次元が 1 のと き には、 各 leafL
に直交する 方向の積分曲線を 見れば、 線織部分 多様体Mk+1 の構造がわかっ たが、
余次元が 以上の場合は、 の接空間の直交補 空間が作る 接分布 は、 積分可能 と は限ら ない!
線織部分多様体の一般化
では、 実空間型の線織部分多様体の定義で、 葉 層構造の余次元を 2以上にし たら ど う か?
特に、
R
n+1 の単位球面Sn
(
1)
内の大円S1(
1)
の 2-parameter族から なる 、 3 次元部分多様体を大域的にはど う 構成し たら よ いか?
(Foliation の)余次元が 1 のと き には、 各 leafL
に直交する 方向の積分曲線を 見れば、 線織部分 多様体Mk+1 の構造がわかっ たが、
余次元が 2以上の場合は、 L の接空間の直交補
線織部分多様体の一般化
R
n+1 の単位球面Sn
(
1)
内の大円は、R
n+1 の2
次元部分空間
R
2 と Sn(
1)
の共通部分(切り 口) と し て 得ら れる 。ゆえに、 内の 向き つけら れた 大円の集 合 は、
内の 向き つけら れた 次元部分空間全
体のなす 多様体 と 同一
視でき る
線織部分多様体の一般化
R
n+1 の単位球面Sn
(
1)
内の大円は、R
n+1 の2
次元部分空間
R
2 と Sn(
1)
の共通部分(切り 口) と し て 得ら れる 。ゆえに、 Sn
(
1)
内の (向き つけら れた)大円の集合C は、
内の 向き つけら れた 次元部分空間全
体のなす 多様体 と 同一
線織部分多様体の一般化
R
n+1 の単位球面Sn
(
1)
内の大円は、R
n+1 の2
次元部分空間
R
2 と Sn(
1)
の共通部分(切り 口) と し て 得ら れる 。ゆえに、 Sn
(
1)
内の (向き つけら れた)大円の集合C は、
R
n+1 内の(向き つけら れた) 2 次元部分空間全
体のなす Grassmann 多様体 G2
(
R
N+1)
と 同一視でき る:
線織部分多様体の一般化
C
=
{
S1⊂
Sn}
=
{
R
2⊂
R
n+1}
=
G2(
R
n+1)
.そ こ で、 内の 次元曲面 から 、 内の大円の 族から なる 、
の 次元部分多様体 が構成でき る はずで
ある 。
線織部分多様体の一般化
C
=
{
S1⊂
Sn}
=
{
R
2⊂
R
n+1}
=
G2(
R
n+1)
. そ こ で、 G2(
R
n+1)
内の 2次元曲面Σ
2 から 、Sn 内の大円の 2-parameter 族から なる 、 Sn
の 3 次元部分多様体 M3 が構成でき る はずで
ある 。
具体的には、 ど う し たら よ いか?
線織部分多様体の一般化
C
=
{
S1⊂
Sn}
=
{
R
2⊂
R
n+1}
=
G2(
R
n+1)
. そ こ で、 G2(
R
n+1)
内の 2次元曲面Σ
2 から 、Sn 内の大円の 2-parameter 族から なる 、 Sn
の 3 次元部分多様体 M3 が構成でき る はずで
ある 。
Stiefel
多様体
V2
(
R
n+1) =
{
(
e,
f)
∈
M(
n+
1,
2,
R
)
| ∥
e∥
=
∥
f∥
=
1,
⟨
e,
f⟩
=
0}
を 、R
n+2 の Stiefel多様 体と する 。に対し て 、 と で張ら れる
の 次元部分空間
を 対応さ せる 写像を と する と 、
は を 射影と する 、 上の、 主 束の全空間である こ と がわかる 。
Stiefel
多様体
V2
(
R
n+1) =
{
(
e,
f)
∈
M(
n+
1,
2,
R
)
| ∥
e∥
=
∥
f∥
=
1,
⟨
e,
f⟩
=
0}
を 、R
n+2 の Stiefel多様 体と する 。(
e,
f)
∈
V2(
R
n+1)
に対し て 、 e と f で張ら れるR
n+1 の(oriented) 2 次元部分空間span
{
e,
f}
を 対応さ せる 写像をπ
:
V2(
R
n+1)
→
G2(
R
n+1)
と する と 、Stiefel
多様体
V2
(
R
n+1) =
{
(
e,
f)
∈
M(
n+
1,
2,
R
)
| ∥
e∥
=
∥
f∥
=
1,
⟨
e,
f⟩
=
0}
を 、R
n+2 の Stiefel多様 体と する 。(
e,
f)
∈
V2(
R
n+1)
に対し て 、 e と f で張ら れるR
n+1 の(oriented) 2 次元部分空間span
{
e,
f}
を 対応さ せる 写像をπ
:
V2(
R
n+1)
→
G2(
R
n+1)
と する と 、V2
(
R
n+1)
はπ
を 射影と する 、 G2(
R
n+1)
上の、 主S1-束の全空間である こ と がわかる 。引き 戻し 束
2 次元多様体
Σ
2 から G2
(
R
n+1)
へのimmersion (はめ込み)
ϕ
: Σ
2→
G2(
R
n+1)
につ いて 、主 束 の引き 戻し 束を
と する 。
ま た、 を 、
引き 戻し 束
2 次元多様体
Σ
2 から G2
(
R
n+1)
へのimmersion (はめ込み)
ϕ
: Σ
2→
G2(
R
n+1)
につ いて 、主S1-束
(
V2(
R
n+1)
,
G2(
R
n+1))
の引き 戻し 束を(
ϕ
∗V2(
R
n+1)
,
Σ
2)
と する 。ま た、 を 、
多様体の元に対し て そ の第一成分を 対 応さ せる 写像と する 。
引き 戻し 束
2 次元多様体
Σ
2 から G2
(
R
n+1)
へのimmersion (はめ込み)
ϕ
: Σ
2→
G2(
R
n+1)
につ いて 、主S1-束
(
V2(
R
n+1)
,
G2(
R
n+1))
の引き 戻し 束を(
ϕ
∗V2(
R
n+1)
,
Σ
2)
と する 。ま た、 pr1
:
V2(
R
n+1)
→
Sn, pr1(
e,
f) =
e を 、Stiefel 多様体の元に対し て そ の第一成分を 対
図式
こ のと き 、 M3
:=
ϕ
∗V2(
R
n+1)
について 、 次の 図式が得ら れる:こ こ で は束写像である 。
図式
こ のと き 、 M3
:=
ϕ
∗V2(
R
n+1)
について 、 次の 図式が得ら れる:M3
−−−−→
η V2
(
R
n+1)
−−−−→
pr1 S n
π
y
y
πΣ
2−−−−→
ϕ G2(
R
n+1)
図式
こ のと き 、 M3
:=
ϕ
∗V2(
R
n+1)
について 、 次の 図式が得ら れる:M3
−−−−→
η V2
(
R
n+1)
−−−−→
pr1 S n
π
y
y
πΣ
2−−−−→
ϕ G2(
R
n+1)
こ こ で
η
は束写像である 。大円の
2-parameter
族
こ のと き 、 写像M3 における p
∈
Σ
の各fiberは、
Φ :=
pr1◦
η
:
M3→
Sn によ っ て 、によ っ て 定ま る の大円に う つる 。
ゆえに、 によ る の像は、 内の大円の 族から なる
大円の
2-parameter
族
こ のと き 、 写像M3 における p
∈
Σ
の各fiberは、
Φ :=
pr1◦
η
:
M3→
Sn によ っ て 、ϕ
(
p)
∈
G2(
R
n+1)
によ っ て 定ま る Sn の大円に う つる 。ゆえに、 によ る の像は、 内の大円の 族から なる
。
大円の
2-parameter
族
こ のと き 、 写像M3 における p
∈
Σ
の各fiberは、
Φ :=
pr1◦
η
:
M3→
Sn によ っ て 、ϕ
(
p)
∈
G2(
R
n+1)
によ っ て 定ま る Sn の大円に う つる 。複素射影空間
C
n+1− {
0}
において 、 z∼
w⇔ ∃
λ
∈
C
− {
0}
, z=
λ
wで定義さ れる 同値関係によ る 商集合を複素射影空間と いい、 と かく 。
は 内の原点を 通る 複素直線全体の集 合と みなせる 。
に対し て 、 代表元
を の斉次 座標と いう 。
複素射影空間
C
n+1− {
0}
において 、 z∼
w⇔ ∃
λ
∈
C
− {
0}
, z=
λ
wで定義さ れる 同値関係によ る 商集合を 複素射影空間と いい、CP
n と かく 。は 内の原点を 通る 複素直線全体の集 合と みなせる 。
に対し て 、 代表元
複素射影空間
C
n+1− {
0}
において 、 z∼
w⇔ ∃
λ
∈
C
− {
0}
, z=
λ
wで定義さ れる 同値関係によ る 商集合を 複素射影空間と いい、CP
n と かく 。CP
n はC
n+1 内の原点を 通る 複素直線全体の集 合と みなせる 。に対し て 、 代表元
を の斉次 座標と いう 。
複素射影空間
C
n+1− {
0}
において 、 z∼
w⇔ ∃
λ
∈
C
− {
0}
, z=
λ
wで定義さ れる 同値関係によ る 商集合を 複素射影空間と いい、CP
n と かく 。CP
n はC
n+1 内の原点を 通る 複素直線全体の集 合と みなせる 。[
z]
∈
CP
n に対し て 、 代表元 z= (
z0,
z2,
· · ·
,
zn)
∈
C
n+1複素二次曲面
複素射影空間
CP
n で、 方程式z02
+
z12+
· · ·
+
zn2=
0 で定義さ れる 複素超曲面を 、
複素二次曲面と いい、 と かく 。
の定義方程式は、 の斉次座標 が、 の 内積を 複素線形に拡張し た 複素双 次形式について
ベク ト ルである こ と を 示し て いる 。
複素二次曲面
複素射影空間
CP
n で、 方程式z02
+
z12+
· · ·
+
zn2=
0 で定義さ れる 複素超曲面を 、
複素二次曲面と いい、 Qn−1 と かく 。
の定義方程式は、 の斉次座標 が、 の 内積を 複素線形に拡張し た 複素双 次形式について
複素二次曲面
複素射影空間
CP
n で、 方程式z02
+
z12+
· · ·
+
zn2=
0 で定義さ れる 複素超曲面を 、
複素二次曲面と いい、 Qn−1 と かく 。
Qn−1 の定義方程式は、
[
z]
∈
Qn−1 の斉次座標 z が、R
n+1 の Euclid内積を 複素線形に拡張し た 複素双1 次形式についてベク ト ルである こ と を 示し て いる 。
複素二次曲面
複素射影空間
CP
n で、 方程式z02
+
z12+
· · ·
+
zn2=
0 で定義さ れる 複素超曲面を 、
複素二次曲面と いい、 Qn−1 と かく 。
Qn−1 の定義方程式は、
[
z]
∈
Qn−1 の斉次座標 z が、R
n+1 の Euclid内積を 複素線形に拡張し た 複素双1 次形式についてQ
n−
1と
G
2(
R
n+
1)
(
e,
f)
∈
V2(
R
n+1)
に対し て 、CP
n の元[
e+
√
−
1f]
は Qn−1 に含ま れる こ と がわかる 。そ し て 、 と
の対応は全単射になる 。 以下、 こ の対応によ り と を同 一視する 。
Q
n−
1と
G
2(
R
n+
1)
(
e,
f)
∈
V2(
R
n+1)
に対し て 、CP
n の元[
e+
√
−
1f]
は Qn−1 に含ま れる こ と がわかる 。 そ し て 、 span{
e,
f} ∈
G2(
R
n+1)
と[
e+
√
−
1f]
∈
Qn−1 の対応は全単射になる 。Q
n−
1と
G
2(
R
n+
1)
(
e,
f)
∈
V2(
R
n+1)
に対し て 、CP
n の元[
e+
√
−
1f]
は Qn−1 に含ま れる こ と がわかる 。 そ し て 、 span{
e,
f} ∈
G2(
R
n+1)
と[
e+
√
−
1f]
∈
Qn−1 の対応は全単射になる 。 以下、 こ の対応によ り Qn−1 と G2(
R
n+1)
を同 一視する 。形作用素
M を Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体、σ
を M の第二基本形式と する 。
の法ベク ト ル と 接ベク ト ル につい て 、 と する と 、 は
の接空間の対称線形変換と なる 。 を の に関する形作用素と いう 。
の 実 固有値を 、 の 方向の主曲率と いう 。
が全測地的 すべて の について であり 、
形作用素
M を Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体、σ
を M の第二基本形式と する 。
M の法ベク ト ル
ν
と 接ベク ト ル X,
Y について 、
⟨
AνX,
Y⟩
=
⟨
σ
(
X,
Y)
, ν
⟩
と する と 、 Aν
はM の接空間の対称線形変換と なる 。 Aν を M の
ν
に関する形作用素と いう 。の 実 固有値を 、 の 方向の主曲率と いう 。
が全測地的 すべて の について であり 、
が極小 すべて の について である 。
形作用素
M を Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体、σ
を M の第二基本形式と する 。
M の法ベク ト ル
ν
と 接ベク ト ル X,
Y について 、
⟨
AνX,
Y⟩
=
⟨
σ
(
X,
Y)
, ν
⟩
と する と 、 Aν
はM の接空間の対称線形変換と なる 。 Aν を M の
ν
に関する形作用素と いう 。Aν の (実)固有値を 、 M の
ν
方向の主曲率と いう 。が全測地的 すべて の について であり 、
形作用素
M を Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体、σ
を M の第二基本形式と する 。
M の法ベク ト ル
ν
と 接ベク ト ル X,
Y について 、
⟨
AνX,
Y⟩
=
⟨
σ
(
X,
Y)
, ν
⟩
と する と 、 Aν
はM の接空間の対称線形変換と なる 。 Aν を M の
ν
に関する形作用素と いう 。Aν の (実)固有値を 、 M の
ν
方向の主曲率と いう 。M が全測地的
⇔
すべて のν
について Aν=
0であり 、
が極小 すべて の について である 。
形作用素
M を Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体、σ
を M の第二基本形式と する 。
M の法ベク ト ル
ν
と 接ベク ト ル X,
Y について 、
⟨
AνX,
Y⟩
=
⟨
σ
(
X,
Y)
, ν
⟩
と する と 、 Aν
はM の接空間の対称線形変換と なる 。 Aν を M の
ν
に関する形作用素と いう 。Aν の (実)固有値を 、 M の
ν
方向の主曲率と いう 。M が全測地的
⇔
すべて のν
について Aν=
0であり 、
Austere
部分多様体
M を Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体と する と き 、のすべて の法ベク ト ル について 、 形作用 素の固有値の集合が、 の部分集合と し て
倍で不変、
すなわち 方向の主曲率が を 含めて プラ ス・ マイ ナスのペア と し て 現れる と き 、
は の 部分多様体と いう 。
Austere
部分多様体
M を Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体と する と き 、M のすべて の法ベク ト ル
ν
について 、 形作用素の固有値の集合が、
R
の部分集合と し て(
−
1)
倍で不変、すなわち 方向の主曲率が を 含めて プラ ス・ マイ ナスのペア と し て 現れる と き 、
Austere
部分多様体
M を Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体と する と き 、M のすべて の法ベク ト ル
ν
について 、 形作用素の固有値の集合が、
R
の部分集合と し て(
−
1)
倍で不変、すなわち
ν
方向の主曲率が (0を 含めて)プラス・ マイ ナスのペア と し て 現れる と き 、
は の 部分多様体と いう 。
Austere
部分多様体
M を Riemann多様体
(
N,
g)
の部分多様体と する と き 、M のすべて の法ベク ト ル
ν
について 、 形作用素の固有値の集合が、
R
の部分集合と し て(
−
1)
倍で不変、すなわち
ν
方向の主曲率が (0を 含めて)プラス・ マイ ナスのペア と し て 現れる と き 、
C
n+
1の
special Lagrangian cone
特に、 N を Euclid空間
R
n ある いは球面 Sn と する と き 、の 部分多様体から 、 複素 空
間 の が構成で
き る (
さ ら に、 多様体
多様体 の 部分多様体は、
数理物理 で重要である 。
部分多様体について は、 馬 場先生が研究さ れて いま す。
C
n+
1の
special Lagrangian cone
特に、 N を Euclid空間
R
n ある いは球面 Sn と する と き 、N の austere部分多様体から 、 複素 Euclid空
間
C
n+1 の special Lagrangian cone が構成で き る ( Harvey-Lawson, Acta Math., 1982)さ ら に、 多様体
多様体 の 部分多様体は、
数理物理 で重要である 。
C
n+
1の
special Lagrangian cone
特に、 N を Euclid空間
R
n ある いは球面 Sn と する と き 、N の austere部分多様体から 、 複素 Euclid空
間
C
n+1 の special Lagrangian cone が構成で き る ( Harvey-Lawson, Acta Math., 1982)さ ら に、 Calabi-Yau 多様体(Ricci-flat K ¨ahler
多様体)の special Laigrangian 部分多様体は、
数理物理?で重要である 。
部分多様体について は、 馬 場先生が研究さ れて いま す。
C
n+
1の
special Lagrangian cone
特に、 N を Euclid空間
R
n ある いは球面 Sn と する と き 、N の austere部分多様体から 、 複素 Euclid空
間
C
n+1 の special Lagrangian cone が構成で き る ( Harvey-Lawson, Acta Math., 1982)さ ら に、 Calabi-Yau 多様体(Ricci-flat K ¨ahler
多様体)の special Laigrangian 部分多様体は、
数理物理?で重要である 。
Special Lagrangian 部分多様体について は、 馬
Austere
部分多様体の例
2 次元の極小曲面は austere。
偶数次元 空間 を 複素 空間 と 同一視する と き 、 の複素部分多様
体は 。
球面 内の等径超曲面 主曲率が一定 で、
極小であり 、 異なる 主曲率の個数 が か ある いは で主曲率の重複度がすべて 等 し い場合は 。
さ ら に、 のすべて の等径超曲面の
は 。
Austere
部分多様体の例
2 次元の極小曲面は austere。
偶数次元Euclid空間
R
2n を 複素Euclid空間C
n と 同一視する と き 、C
n の複素部分多様 体は austere。球面 内の等径超曲面 主曲率が一定 で、
極小であり 、 異なる 主曲率の個数 が か ある いは で主曲率の重複度がすべて 等 し い場合は 。
さ ら に、 のすべて の等径超曲面の
Austere
部分多様体の例
2 次元の極小曲面は austere。
偶数次元Euclid空間
R
2n を 複素Euclid空間C
n と 同一視する と き 、C
n の複素部分多様 体は austere。球面Sn+1 内の等径超曲面 (主曲率が一定)で、 極小であり 、 g (異なる 主曲率の個数)が 3か 6,
ある いは g
=
4 で主曲率の重複度がすべて 等し い場合は austere。
さ ら に、 のすべて の等径超曲面の
は 。
Austere
部分多様体の例
2 次元の極小曲面は austere。
偶数次元Euclid空間
R
2n を 複素Euclid空間C
n と 同一視する と き 、C
n の複素部分多様 体は austere。球面Sn+1 内の等径超曲面 (主曲率が一定)で、 極小であり 、 g (異なる 主曲率の個数)が 3か 6,
ある いは g
=
4 で主曲率の重複度がすべて 等し い場合は austere。
さ ら に、 Sn+1 のすべて の等径超曲面の focal
Austere
線織部分多様体の構成
複素2次曲面Qn−1 は Hemite対称空間で、 特
に K ¨ahler 多様体、 複素多様体である 。
を の複素部分多様体と する 。 の任意 の接ベク ト ルを 、 の斉次座標で 表し た時、「 」 ベク ト ルである と き 、 は等方的である と いう 。
こ のと き 、 前と 同様に構成でき る 上の 束 から 球面へのはめ込みによ っ て 、 は
の 部分多様体と なる 。
Austere
線織部分多様体の構成
複素2次曲面Qn−1 は Hemite対称空間で、 特
に K ¨ahler 多様体、 複素多様体である 。
Σ
を Qn−1 の複素部分多様体と する 。Σ
の任意 の接ベク ト ルを 、CP
n(
⊃
Qn−1)
の斉次座標で 表し た時、「 isotropic」 ベク ト ルである と き 、Σ
は等方的である と いう 。こ のと き 、 前と 同様に構成でき る 上の 束 から 球面へのはめ込みによ っ て 、 は
Austere
線織部分多様体の構成
複素2次曲面Qn−1 は Hemite対称空間で、 特
に K ¨ahler 多様体、 複素多様体である 。
Σ
を Qn−1 の複素部分多様体と する 。Σ
の任意 の接ベク ト ルを 、CP
n(
⊃
Qn−1)
の斉次座標で 表し た時、「 isotropic」 ベク ト ルである と き 、Σ
は等方的である と いう 。こ のと き 、 前と 同様に構成でき る
Σ
上の S1-束M から 球面へのはめ込みによ っ て 、 M は Sn の austere部分多様体と なる 。
Austere
線織部分多様体の構成
複素2次曲面Qn−1 は Hemite対称空間で、 特
に K ¨ahler 多様体、 複素多様体である 。
Σ
を Qn−1 の複素部分多様体と する 。Σ
の任意 の接ベク ト ルを 、CP
n(
⊃
Qn−1)
の斉次座標で 表し た時、「 isotropic」 ベク ト ルである と き 、Σ
は等方的である と いう 。こ のと き 、 前と 同様に構成でき る
Σ
上の S1-束M から 球面へのはめ込みによ っ て 、 M は Sn の austere部分多様体と なる 。
Austere
部分多様体の結果
こ の後、 井川・ 田崎・ 酒井によ っ て 、 球面内の
austere (ある いは弱鏡映)軌道に関する 結果が
ある (J. Math. Soc. Japan, 2009)。
内の実超曲面 の
によ る 逆像である 、 超曲面 が
と なる ための条件について の結果も 得
ら れた 。
Austere
部分多様体の結果
こ の後、 井川・ 田崎・ 酒井によ っ て 、 球面内の
austere (ある いは弱鏡映)軌道に関する 結果が
ある (J. Math. Soc. Japan, 2009)。
CP
2 内の実超曲面Σ
3 の, Hopf fibrationS5
→
CP
2 によ る 逆像である 、 超曲面 M4⊂
S5 がと なる ための条件について の結果も 得
Austere
部分多様体の結果
こ の後、 井川・ 田崎・ 酒井によ っ て 、 球面内の
austere (ある いは弱鏡映)軌道に関する 結果が
ある (J. Math. Soc. Japan, 2009)。
CP
2 内の実超曲面Σ
3 の, Hopf fibrationS5
→
CP
2 によ る 逆像である 、 超曲面 M4⊂
S5 がaustere と なる ための条件について の結果も 得
ら れた(Cho-K., 2014)。
複素空間形
K ¨ahler多様体
(
M,
g,
J)
(J2=
−
id,複素構造) において 、 H(
X) =
g(
R(
X,
JX)
JX,
X)
(X は Mの単位接ベク ト ル)を 、
と で張ら れる 平面の正則断面曲率と いう 。
が単連結完備で、 正則断面曲率が の点 にも 単位接ベク ト ル にも よ ら ないと き 、
は複素射影空間 複素 空
間 複素双曲空間 の
いずれかである 。
複素空間形
K ¨ahler多様体
(
M,
g,
J)
(J2=
−
id,複素構造) において 、 H(
X) =
g(
R(
X,
JX)
JX,
X)
(X は Mの単位接ベク ト ル)を 、
X と JX で張ら れる 平面の正則断面曲率と
いう 。
が単連結完備で、 正則断面曲率が の点 にも 単位接ベク ト ル にも よ ら ないと き 、
は複素射影空間 複素 空
間 複素双曲空間 の
いずれかである 。
こ れら の空間を複素空間形と いう 。
複素空間形
K ¨ahler多様体
(
M,
g,
J)
(J2=
−
id,複素構造) において 、 H(
X) =
g(
R(
X,
JX)
JX,
X)
(X は Mの単位接ベク ト ル)を 、
X と JX で張ら れる 平面の正則断面曲率と
いう 。
M が単連結完備で、 正則断面曲率が M の点 x
にも 単位接ベク ト ルX にも よ ら ないと き 、
は複素射影空間 複素 空
間 複素双曲空間 の
いずれかである 。
複素空間形
K ¨ahler多様体
(
M,
g,
J)
(J2=
−
id,複素構造) において 、 H(
X) =
g(
R(
X,
JX)
JX,
X)
(X は Mの単位接ベク ト ル)を 、
X と JX で張ら れる 平面の正則断面曲率と
いう 。
M が単連結完備で、 正則断面曲率が M の点 x
にも 単位接ベク ト ルX にも よ ら ないと き 、 M は複素射影空間
CP
n(
H>
0)
, 複素Euclid 空 間C
n(
H=
0)
,複素双曲空間CH
n(
H<
0)
の いずれかである 。こ れら の空間を複素空間形と いう 。
複素空間形
K ¨ahler多様体
(
M,
g,
J)
(J2=
−
id,複素構造) において 、 H(
X) =
g(
R(
X,
JX)
JX,
X)
(X は Mの単位接ベク ト ル)を 、
X と JX で張ら れる 平面の正則断面曲率と
いう 。
M が単連結完備で、 正則断面曲率が M の点 x
複素双曲空間
z
= (
z0,
z1,
· · ·
,
zn)
とw
= (
w0,
w1,
· · ·
,
wn)
∈
C
n+1 に対し て 、指数 の 形式
を 考える 。
こ の実部 は、 の指数
の実双一時形式である 。
と こ の不定値内積の組みを と 書く 。
複素双曲空間
z
= (
z0,
z1,
· · ·
,
zn)
とw
= (
w0,
w1,
· · ·
,
wn)
∈
C
n+1 に対し て 、指数1 の Hermite 形式
(
z,
w)
1=
−
z0w¯
0+
z1w¯
1+
· · ·
+
znw¯
n を 考える 。こ の実部 は、 の指数
の実双一時形式である 。
複素双曲空間
z
= (
z0,
z1,
· · ·
,
zn)
とw
= (
w0,
w1,
· · ·
,
wn)
∈
C
n+1 に対し て 、指数1 の Hermite 形式
(
z,
w)
1=
−
z0w¯
0+
z1w¯
1+
· · ·
+
znw¯
n を 考える 。 こ の実部⟨
z,
w⟩
=
Re(
z,
w)
1 は、C
n+1 の指数2 の実双一時形式である 。
と こ の不定値内積の組みを と 書く 。
複素双曲空間
z
= (
z0,
z1,
· · ·
,
zn)
とw
= (
w0,
w1,
· · ·
,
wn)
∈
C
n+1 に対し て 、指数1 の Hermite 形式
(
z,
w)
1=
−
z0w¯
0+
z1w¯
1+
· · ·
+
znw¯
n を 考える 。 こ の実部⟨
z,
w⟩
=
Re(
z,
w)
1 は、C
n+1 の指数2 の実双一時形式である 。
C
n+1 と こ の不定値内積の組みをC
n+1複素双曲空間
C
n+11 の超曲面H 2n+1
1
=
{
z∈
C
n+11
| ⟨
z,
z⟩
=
−
1}
は、 誘導計量について 、 指数1 で定曲率−
1 の疑Riemann 計量を も ち 、
次元 空間と よ ばれる 。 こ の空間を 、 への単位複素数
の作用で割っ た空間が、
複素双曲空間 である 。
複素双曲空間
C
n+11 の超曲面H 2n+1
1
=
{
z∈
C
n+11
| ⟨
z,
z⟩
=
−
1}
は、 誘導計量について 、 指数1 で定曲率−
1 の疑Riemann 計量を も ち 、
2n
+
1 次元anti de-Sitter空間と よ ばれる 。こ の空間を 、 への単位複素数 の作用で割っ た空間が、