Субри́маново многообра́зие — математическое понятие, обобщающее риманово многообразие. Суть обобщения состоит в том, что скалярное произведение задается не на касательных пространствах целиком, а только на некоторых их подпространствах (как правило, фиксированной размерности).
Тем самым, в субримановом многообразии понятие длины определено не для всех кривых, а только для так называемых горизонтальных кривых (тех, которые в каждой своей точке касаются соответствующего подпространства). Возникающая таким образом внутренняя метрика субриманова многообразия называется метрикой Карно-Каратеодори.
Определение
- Пусть
— гладкое многообразие размерности
, на котором задано гладкое распределение
размерности
, т.е. в каждой точке
задано линейное подпространство
касательного пространства
которое гладко зависит от точки
. Подпространства
называются горизонтальными. Векторное поле и кривая на
называются горизонтальными, если они касаются распределения
в каждой точке (в случае кривой имеются в виду все точки, в которых кривая имеет касательную).
- Распределение
называется вполне неинтегрируемым или вполне неголономным, если в каждой точке
любой вектор касательного пространства
представим в виде линейной комбинации векторов вида
- с некоторыми
. Здесь
означает скобку Ли векторных полей.
- Многообразие
с определённым на нём вполне неинтегрируемым распределением
называется субримановым, если каждое горизонтальное подпространство
снабжено скалярным произведением g — метрическим тензором, меняющимся от точки к точке гладким образом. Другими словами, субримановым многообразием называется тройка
.
Связанные понятия
Теорема Рашевского — Чоу
Теорема Рашевского-Чоу утверждает, что для любых двух точек линейно связного субриманова многообразия найдется кусочно-гладкая горизонтальная кривая, соединяющая эти точки. Эта теорема была доказана независимо советским математиком П. К. Рашевским (1938)[1] и китайским математиком Чоу (Wei-Liang Chow, 1939)[2].
В этой теореме условие гладкости вполне неголономного распределения может быть ослаблено и заменено условием лишпицевости[3].
Метрика Карно — Каратеодори
Каждое субриманово многообразие обладает метрикой, определённой по аналогии с римановым многообразием формулой
где инфинум берётся по всевозможным кусочно-гладким горизонтальным кривым, соединияющим точки x и y, то есть
,
,
. Определённая таким образом метрика
называется метрикой Карно-Каратеодори.
Литература
- Bellaïche, André & Risler, Jean-Jacques, eds. (1996), Sub-Riemannian geometry, vol. 144, Progress in Mathematics, Birkhäuser Verlag, ISBN 978-3-7643-5476-3, <https://books.google.com/books?id=7Z7IMze7pDwC>
- Gromov, Mikhael (1996), "Carnot-Carathéodory spaces seen from within", in Bellaïche, André & Risler., Jean-Jacques, Sub-Riemannian geometry, vol. 144, Progr. Math., Basel, Boston, Berlin: Birkhäuser, с. 79–323, ISBN 3-7643-5476-3, <http://www.ihes.fr/~gromov/PDF/carnot_caratheodory.pdf>
- Le Donne, Enrico, Lecture notes on sub-Riemannian geometry, <https://sites.google.com/site/enricoledonne/LeDonne_subRiemannian.pdf>
- Richard Montgomery, A Tour of Subriemannian Geometries, Their Geodesics and Applications (Mathematical Surveys and Monographs, Volume 91), (2002) American Mathematical Society, ISBN 0-8218-1391-9.
- Agrachev, Andrei A.; Barilari, Davide; Boscain, Ugo, Introduction to Riemannian and sub-Riemannian geometry
- R.S. Strichartz, Sub-Riemannian geometry, Journal of Differential Geometry 24 (1986), 221-263.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .