Файл: Стонг, Р. Заметки по теории кобордизмов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 109

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

в

пространство расслоения

/* (уг) и индуцирует

отображение

T (п X (voix)): TN

ТВГ.

Композиция

отображений

Ѳ =

=

T (п

X (ѵо и)) о е-1 о с задает отображение пар

(Sn+r,

оо)

->■

(ТВг,

о°).

 

 

 

 

 

 

Замена данного е более малым числом не изменяет гомотопиче­

ского класса отображения Ѳ, так как все отображения вида е-1 °с гомотопны между собой. Замена ѵ на эквивалентное поднятие при­

водит к отображению, гомотопному отображению Т (п X (ѵ°іх)), и поэтому не изменяет гомотопического класса отображения 0.

Очевидно,

что приведенная выше конструкция для вложения

М

Rn+rcz Яп+Г+1 дает отображение Tgr °S0, которое определя­

ет тот же элемент группы Ііш лп+г (ТВт, оо), что

и отображение 0.

 

 

 

 

 

г — > со

 

 

 

 

Покажем

теперь,

что

 

построенный

нами

элемент

группы

lim яп+г (ТВт,

оо) зависит

только от класса кобордизма

много-

Т~изо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

образия АТ и не зависит от выбора вложения. Пусть W — некото­

рое

(В, /)-многообразне и

 

АТ + dW ->• Вп+Г — вложение с под­

нятием ѵ: АТ +

dW В г, дающим ту же самую (Вг, /г)-структуру

на АТ (здесь г предполагается достаточно большим)- Пусть Я: AT X

X I

->■ Rn+r — регулярная

гомотопия вложений і и / | м, выбран­

ная

так, что H (X, t)

совпадает с і (х), если t <

ôj, и совпадает

с і (X), если

t > 1

— б2.

Рассмотрим

отображение

к: W

-э- Яп+Г X (0,

1], совпадающее с / X 1 на ÔW и вкладывающее

трубчатую

окрестность многообразия dW ортогонально вдоль

/ (dW) X 1.

 

Отображение

X я 2) + к: AT X /

+ W

Яп+Г X

X I

является вложением на замкнутой окрестности границы и мо­

жет

быть

прогомотопнровано до вложения F: AT X I + W

Я,1+г X I

 

при помощи

гомотопии, неподвижной на этой окре­

стности границы. Отображение F |л,/х/ является регулярной гомото-

пией, и для его нормального отображения существует накрываю­

щее отображение AT X I -> Вг, совпадающее с ѵ на AT X 0. Так как нормальное отображение постоянно по второй координате вблизи AT X 1, то поднятие можно изменить так, чтобы оно совпа­

дало с V на AT X 1. Так как (В , /)-структура на dW индуцирована (В, /)-структурой на W, то можно найти поднятие нормального

отображения для W, совпадающее с ѵ на dW.

вложения F: М X

Применяя предыдущую конструкцию для

X I +

W

Rn+r X / ,

можно

построить отображение

Sn+r X

X I у-N JdN E, где ІѴе

— окрестность образа отображения

F,

отображение

е-1: N JdN z -*- TN

и

отображение

T (п х

(ѵол)):

TN

ТВт. Композиция этих

отображений

дает

отображение

Sn+r X I —>• ТВт, определяющее

гомотопию

отображений

0,

построенных по вложениям і и /.

 

 

 

 

 

 


Взяв в качестве W пустое множество, мы получаем, что гомото­ пический класс отображения Ѳне зависит от вложения многообра­

зия М. Далее,

если М г= М ', то, по определению, М +

dW

а* М' + d W .

Имеем 0 (М) ~ Ѳ+ dW) = Ѳ(AT +

dW ) ~

~ Ѳ{M'), следовательно, гомотопический класс отображения Ѳ зависит только от класса кобордизмов многообразия М.

B) Отображение Ѳ является гомоморфизмом.

Пусть Мі и М 2 —представители некоторых двух элементов группы (В, /). Выберем вложения іа‘ Ма ->■ R"+r, а = 1, 2, такие, что последняя координата отображения ц положительна, а отображения г2 отрицательна. Если трубчатые окрестности вло­ женных многообразий выбрать достаточно малыми, так, чтобы они лежали в тех же полупространствах, что и многообразия, то пред­

ставителем элемента Ѳ ([Mil +

[М2\) будет отображение 5,,+г —>

S,,+r\/

-ѲіѴѲ> ТВТ,

где

d — отображение, стягивающее

в точку

экватор

сферы

Sn+r,

и Ѳа —представитель элемента

Ѳ ([Л/а]), а = 1,

2. Так как это отображение представляет сумму

гомотопических классов

отображений Ѳ4 и Ѳ2, то отображение Ѳ

является

гомоморфизмом.

 

 

C) Гомоморфизм Ѳ является эпиморфизмом.

Пусть Ѳ: (Sn+r, р) (ТВТ, оо), где г велико, —представи­ тель некоторого элемента группы lim я п+г (ТВГ, оо). Рассмотрим

отображение Tfr о Ѳ: (Sn+r, р)

Г—Усо

(ТВОг, оо). Так как ТВОт=

= Тут = lim Tyl и сфера Sn+r компактна, то TfTо Ѳ(Sn+r) cz Tyl

S—Уоо

для некоторого s. Отображение Tfr»0 может быть прогомотопировано в отображение /г,-, такое, что

1) hr является гладким отображением на прообразе некоторого открытого множества пространства Туі, содержащего многообразие Грассмана 6>, s, и трансверсально регулярным на Gr,s.

З а м е ч а н и е . TyTsоо является гладким многообразием.

2) hr является отображением расслоений на нормальной трубча­ той окрестности многообразия М п = /гД (Gr s), вложенного в

вBn+r = Sn*r —p.

3)hr совпадает с отображением Tfr°Ѳ на прообразе V некото­ рой замкнутой окрестности точки оо.

Так как отображение hr\M классифицирует нормальное рас­ слоение многообразия М, то можно предположить (используя дальнейшую гомотопию, если необходимо), что hr\Mесть нормаль­ ное отображение ѵ: М ->- G>, n ^ Gr,s и что hr на нормальной труб­ чатой окрестности многообразия М совпадает со стандартным ото­ бражением, определяемым переносом векторов в начало координат.

Далее, отображение Tfr: ТВт-*■ ТВОтвне точки оо является расслоением, атак как Tfr°Ѳ (Sn+r—(внутренность F)) не содер­


жит точку оо, то, применяя теорему о накрывающей гомотошш, можно гомотопшо отображения Tfr о 0 в отображение hr на S n+r

(внутренность V) накрыть гомотопией отображения Ѳна £ п+г—

(внутренность F), которая является неподвижной на границе множества V. Взяв гомотопию постоянной на V, можно накрыть гомотопшо отображения Tfr °Ѳ в отображение h,, гомотопией ото­

бражения 0 в новое отображение

0j. Прообраз пространства В г

при отображении Ѳі совпадает с

прообразом пространства ВОг

при отображении hr, т. е. является многообразием М. Кроме того, отображение Ѳ]|ЛІесть поднятие нормального отображения hr\M.

Таким

образом,

на нормальном расслоении многообразия

М cz Rn+r существует

(Вг, /г)-структура н, следовательно, суще­

ствует (В,

/)-структура на М. Используя теперь данное вложение

многообразия М в пространство й п+|' с поднятием Ѳі|м, полу­ чаем, что класс Ѳ ([Л/]) определяется отображением Ѳ2, совпадаю­ щим с отображением 0j на окрестности N e многообразия М в R n+'\

и так

как пространство ТВГВ г гомотопируется в

точку оо, то

отображение

0! можно прогомотопировать в отображение

Ѳ2,

стягивая дополиенпе к Аге в оо. Таким образом, Ѳ ([71Ä])

совпадает

с гомотопическим классом отображения Ѳ.

 

 

 

 

D)

Гомоморфизм Ѳ является мономорфизмом.

 

0. В этом

Пусть М — такое (В, ^-многообразие, что Ѳ ([А/]) =

случае

для

некоторого

большого

г стандартное

отображение

Ѳ0: Sn+r

ТВТ, определенное многообразием М, гомотопно три­

виальному

отображению

Ѳр S n+r—>-оо. Можно выбрать

гомото­

пию L : Sn+r X I ->■ ТВГ так, чтобы

Lt = 0Одля t в [0,

rj]. Так

как пространство Sn+r X I компактно, то TfroL (Sn+r X

 

 

Tyl

для некоторого s ( ^

п). Предыдущие рассуждения показывают, что

отображение

TfT°L

можно прогомотоппровать (относительно под­

пространства

іѴЕ(М) X [0, т)]) в окрестности многообразия

Gr, s

в отображение Нт, которое

является гладким вблизи Gr, s и транс­

версально

регулярным

на

Gr, s.

Многообразие W — Hÿ1(Gr, s)

с границей

dW = М

является

подмногообразием пространства

Rn+r X I и пересекается с R71*1' X 0 ортогонально вдоль М. Мож­

но также

предположить,

что отображение Hr\w является нор­

мальным отображением и что на окрестности многообразия W сл

с Rn+r X

I отображение

Нг совпадает со стандартным отображе­

нием, определяемым переносом векторов в начало координат. Применяя теперь теорему о накрывающей гомотопии, можно отображение L прогомотопировать в отображение 0: <S,n+r х I

ТВт, такое, что 0( = Ѳ0 для малых 2, Ѳі = Ѳ lsn+rxl, и отобра­

жение 0|w накрывает нормальное отображение

многообразия

W.

Следовательно, отображение Ѳ|ѵѵопределяет

(В, /)-структуру

на

многообразии W, которая индуцирует исходную (В, /^струк­

туру на многообразии М cz W. Таким образом, М -j- <90 aé 0 + + dW и класс кобордизмов [М] является нулем в группе Qn (В, /). В


Структуры в касательном расслоении

Часто бывает желательно определять (В, /)-структуры на мно­ гообразиях при помощи структур на стабильном касательном рас­ слоении.

Положим В = lim (5Г, gr), ВО — lim (ВОГ, /,.) и / = 1 іт /г: В —>ВОш Отображение Іп, N: Gn, N -> GN,n, сопоставляющее каж­ дой «-мерной плоскости ее іѴ-мерное ортогональное дополнение, индуцирует отображение 7: В О —>ВО, причем 72—тождественное

отображение.

Отображение /: В -> ВО

является расслоением.

Рассмотрим

расслоение /*: В* = І*В ->■ ВО, индуцированное

отображением 7: ВО

ВО. Так как 72 =

1, то пространство 7*7?*

совпадает с пространством В. Отображения индуцированных рас­

слоений

дают коммутативную диаграмму

 

В

г

В *

1* > в

 

/

 

/ *

I

і

 

l

' f

V

V

 

в о

> в о

 

>50

где 7*7'

и 7'7* — тождественные

отображения.

Пусть

многообразие М п вложено в пространство Bn+N, где N

велико. Отображения ѵ_ѵ: М п -> GN, п и T y : Мп -> Gn, N, опреде­ ляемые переносом нормальных и касательных векторов, связа­ ны соотношением т л- = 7 ѴіПѵЛг. Взяв композицию этих отображе­

ний с вложениями Gx . n

ВО и Gn, ѵ -> ВО, мы получаем ото­

бражения т: М ВО и

ѵ: М ->• ВО, связанные соотношением

т = Іѵ.

 

(В, /)-структура на многообразии М в предыдущем определении представляет собой в точности послойный гомотопический класс поднятия отображения ѵ: М -> ВО до отображения М -> В. Отоб­ ражения Г и 7* устанавливают, очевидно, взаимно однозначное соответствие между такими классами поднятий отображения ѵ и послойными гомотопическими классами поднятий отображения т: І17 -V ВО до отображения М -> В*. Такой класс поднятий ото­ бражения т называется {В*, /*)-структурой на стабильном каса­

тельном расслоении многообразия М.

Структуры для последовательностей отображений

Если вместо последовательности расслоений даны только про­

странства СТ и отображения

fr: Cr -*-BOr, gT: С,.->Сг+1, такие,

что отображения f r+igr и

гомотопны, то отображения / г: Сг ->

-> ВОг можно заменить гомотопически эквивалентными им рас­ слоениями. Получающиеся при этом отображения gr можно, последовательно используя теорему о накрывающей гомотопии,