Пусть Vm и Wn — Сr-многообразия
(r ≥ 1, m ≤ n) и U" = {(U, φ)}, B" = {(G, ψ)} — некоторые
атласы класса Сr на Vm и Wn. Локальные координаты в картах
(U, φ) ∈ U" и (G, φ) ∈ B" будем обозначать соответственно через
u1, ..., um и x1, ..., xn.
Рассмотрим Сr-отображение
f: Vm → Wn (2.1).
Оно задается в соответствующих картах равенствами
xi = fi(u1, ..., um), i = 1, ..., n. (2.2)
Пусть ранг матрицы
(2.3)
равен m в каждой точке u ∈ Vm. Очевидно, ранг D(f) не зависит от
выбора атласов на Vm и Wn.
В силу известной теоремы анализа о системе неявных функций
для каждой точки u ∈ Vm найдется такая координатная
окрестность U ⊂ Vm, что f|U: U → Wn есть вложение,
поскольку множество f(U) допускает явное задание
x1 = u1, ..., um = um, xm+1 =
φ1(u1, ..., um), ..., xn = φn-m(u1, ..., um)
(где все φi ∈ Cr(U))
предположении, что в точке u
(2.3)
Отсюда следует, что отображение f будет погружением.
Cr-погружения f: Vm → Wn и g: Vm → Wn Cr-многообразий
Um и Vm в Cr-многообразие Wn называются Cr-эквивалентными, если
существует такой Cr-диффеоморфизм φ: Um → Vm, что gφ = f.
m-поверхностью класса Cr в Wn называется класс Cr-экивалентных
погружений m-мерных многообразий в Wn.
Каждое погружение из этого класса называется Cr-параметризацией (или r-регулярной параметризацией).
При r = 1 m-поверхность называется гладкой.
Для кривой, заданной уравнением r = r(t), сформулированноэ
выше условие r-регулярности m-поверхности означает, что
1) r(t) ∈ Cr; 2) r'(t) ≠ 0; (2.5)
а для 2-поверхности в Е3, заданной уравнением r = r (u, v),—
1) r(u, v) ∈ Cr; 2) ru × rv ≠ 0 (2.6)
В заключение этого пункта отметим следующий результат,
принадлежащий X. Уитни.
Теорема 1. Любое многообразие класса Cr (r ≥ 2)
размерности n допускает вложение класса Cr в E2n+1.
|