はめ込まれた曲面の
二重化の持ち上げ可能性
Liftability for Doubles of
Immersed Surfaces in 3-space
市原 一裕
Kazuhiro Ichihara
奈良女子大 学振特別研究員
(PD)
Nara Women’s Univ.
JSPS Research Fellow
佐藤 進氏
(
千葉大)
との共同研究§ 1. 持ち上げ可能性問題
§ 2. 持ち上げ可能性の判定
§ 3. 定理 1(1)
の証明の概略
§ 4. 定理 1(2)
の証明の概略
Notation
¶ ³
M 2 :
連結閉曲面µ ´
仮定
¶ ³
∀immersion
はgeneric
§ 1. 持ち上げ可能性問題
問題
¶ ³
R 4
R 3
M 2
∃? g:
埋め込みp:
射影f :
はめこみ>
-
?
µ ´
定義
¶ ³
上のような埋め込み
g
が存在def .
⇐⇒
はめこみf
は持ち上げ可能 そうでないとき⇐⇒ def . 持ち上げ不可能
µ ´
例
(Boy
の曲面)
¶ ³
f : R P 2 # R 3 ,
はめこみ持ち上げ不可能
Fact (Banchoff)
¶ ³
χ(M 2 ) :
奇数 ならば∀
はめこみM 2 # R 3 は持ち上げ不可能
µ ´
問題
¶ ³
χ(M 2 ) :
偶数 のときは、どうか?µ ´
持ち上がる例
2次元リボン結び目の射影図
持ち上がらない例
(Giller’s sphere)
¶ ³
Boy
の曲面の二重化S 2 # R 3 は持ち上げ不可能
µ ´
はめこみの二重化
¶ ³
問題
¶ ³
持ち上げ不可能なはめこみの
二重化は持ち上げ可能になるか?
µ ´
定理
1
(1)
任意のはめこみR P 2 # R 3
の 二重化S 2 # R 3 は持ち上げ不可能
(2) ∀n < 1:
整数 に対し、∃
はめこみf : M 2 # R 3 , χ(M 2 ) = n s.t. f
は持ち上げ不可能だが二重化は持ち上げ可能
§ 2. 持ち上げ可能性の判定
f : M 2 # R 3 ,
はめこみFact (Carter-Saito)
f : M 2 # R 3 が持ち上げ可能
⇐⇒ f (M 2 )
が交差情報を許容註
¶ ³
f
が持ち上げ可能⇒ f
の二重化も持ち上げ可能いつ持ち上げ不可能になるか?
定義
¶ ³
C : f
の二重曲線C
が奇数型⇐⇒ def . C
上に奇数個の3重点 偶数型⇐⇒ def . C
上に偶数個の3重点µ ´
Fact
¶ ³
奇数型二重曲線が存在
⇒ f
は持ち上げ不可能µ ´
観察
¶ ³
奇数型二重曲線が単純閉曲線
⇒ f
の二重化は持ち上げ可能定理
2
f
の二重化が持ち上げ可能⇐⇒
(1) f
の奇数型二重曲線たちは 互いに交わらない単純閉曲線(2) f
は、偶数型二重曲線の和に沿った部分的交差情報を許容
§ 3. 定理 1(1)
の証明の概略
f : R P 2 # R 3 ,
はめこみ
f
f: S 2 # R 3 , f
の二重化f
fが持ち上げ可能と仮定⇓ Claim
(1) ∃
唯1
本の奇数型二重曲線C
s.t. C
はR 3
内で単純閉曲線(
結び目)
(2) f ( R P 2 )
は部分的交差情報を許容N : C
のR 3
内での近傍s.t.
f ( R P 2 ) ∩ N =
はめこまれたメビウス帯
∪
奇数枚の円板T := ∂N
とすると、f ( R P 2 ) ∩ T
⇒ ∃D : T
上のlink diagram
一方、
N
の外部Ext(N )
をみるF := R P 2 − f −1 (N )
とすると、F :
向き付け可能⇒ D
に向きが入る⇒ D
の交点の符号和は0
ところが 矛盾