सदिश बंडल

1-sphere S पर एक लाइन बंडल है^{1</उप>। स्थानीय रूप से एस में हर बिंदु के आसपास1, यह समरूपता U × 'R' (जहाँ U बिंदु सहित एक खुला चाप है), लेकिन कुल बंडल 'S' से अलग है1 × R (जो इसके बजाय कार्टेशियन उत्पाद है)।}

गणित में, सदिश बंडल से एक टोपोलॉजी निर्माण होता है जो किसी अन्य स्थान द्वारा पैरामीटर किए गए वेक्टर रिक्त स्थान के विचार को उपयुक्त बनाता है (उदाहरण: X कई गुना या बीजगणितीय किस्म का टोपोलॉजिकल स्पेस हो सकता है) अंतरिक्ष X के प्रत्येक बिंदु x से एक सदिश समष्टि V(x) को इस तरह से जोड़ते हैं ये वेक्टर रिक्त स्थान पर एक साथ फिट होकर 'X (जैसे एक टोपोलॉजिकल स्पेस, विविध , या बीजगणितीय किस्म) के समान स्थान बनाते हैं, जिसे 'X के ऊपर वेक्टर बंडल कहा जाता है।

उदाहरण यह है कि वेक्टर रिक्त स्थान का परिवार है, यानी, एक निश्चित सदिश स्थल V ऐसा है कि V(x) = V सभी के लिए X में X: इस :घटना में X प्रत्येक x के लिए V की एक प्रति है और ये प्रतियां X के ऊपर वेक्टर बंडल X × V बनाने के लिए एक साथ फिट होती हैं।. ऐसे सदिश बंडल फाइबर बंडल तुच्छ कहलाते है। उदाहरणों का एक अधिक जटिल चिकना कई गुना मैनिफोल्ड्स के स्पर्शरेखा बंडल हैं: इस तरह के कई गुना के हर बिंदु पर स्पर्शरेखा स्थान को उस बिंदु पर मैनिफोल्ड से जोड़ते हैं। स्पर्शरेखा बंडल समानता: तुच्छ बंडल नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, बालों वाली गेंद प्रमेय द्वारा गोले का स्पर्शरेखा बंडल गैर-तुच्छ है। सामान्य तौर पर, एक मैनिफोल्ड को समानांतर मैनिफोल्ड कहा जाता है, यदि और केवल तभी, इसका स्पर्शरेखा बंडल तुच्छ है।

वेक्टर बंडलों को लगभग हमेशा 'स्थानीय रूप से तुच्छ' होने की आवश्यकता होती है, हालांकि, जिसका अर्थ है कि वे फाइबर बंडलों के उदाहरण हैं। इसके अलावा, वेक्टर रिक्त स्थान आमतौर पर वास्तविक या जटिल संख्याओं से अधिक होने की आवश्यकता होती है, इस मामले में वेक्टर बंडल को वास्तविक या जटिल वेक्टर बंडल (क्रमशः) कहा जाता है। जटिल वेक्टर बंडलों को अतिरिक्त संरचना के साथ वास्तविक वेक्टर बंडलों के रूप में देखा जा सकता है। निम्नलिखित में, हम टोपोलॉजिकल स्पेस की श्रेणी में वास्तविक वेक्टर बंडलों पर ध्यान केंद्रित करते हैं।

परिभाषा और पहला परिणाम

एक वेक्टर बंडल $E$ एक आधार पर $M$. एक बिंदु $m_{1}$ में $M$ एक फाइबर में उत्पत्ति के अनुरूप है $E_{m_{1}}$ वेक्टर बंडल का $E$, और इस फाइबर को बिंदु तक मैप किया जाता है $m_{1}$ प्रक्षेपण द्वारा $\pi :E\to M$.

एक वास्तविक वेक्टर बंडल में निम्न शामिल हैं:

1. टोपोलॉजिकल स्पेस X (बेस स्पेस) और E (कुल स्पेस)
2. एक सतत कार्य प्रक्षेपण π : ई → एक्स (बंडल प्रक्षेपण)
3. X में प्रत्येक x के लिए, एक Hamel आयाम की संरचना|फाइबर बंडल पर परिमित-आयामी वास्तविक संख्या वेक्टर स्थान π⁻¹({x})

जहां निम्नलिखित संगतता स्थिति संतुष्ट है: एक्स में प्रत्येक बिंदु पी के लिए, पी का एक खुला पड़ोस यू ⊆ एक्स है, एक प्राकृतिक संख्या के, और होमियोमोर्फिज्म है

$\varphi \colon U\times \mathbf {R} ^{k}\to \pi ^{-1}(U)$

इस प्रकार कि सभी x ∈ U के लिए,

• $(\pi \circ \varphi )(x,v)=x$ 'आर' में सभी वैक्टर वी के लिए^{कश्मीर}, और
• नक्शा $v\mapsto \varphi (x,v)$ वेक्टर रिक्त स्थान आर के बीच एक रैखिक समरूपता है^{कश्मीर} और π^-1({x})।

होमियोमॉर्फिज्म के साथ खुला पड़ोस यू एक साथ $\varphi$ वेक्टर बंडल का स्थानीय तुच्छीकरण कहा जाता है। स्थानीय तुच्छता से पता चलता है कि 'स्थानीय रूप से' मानचित्र π यू × 'आर' के प्रक्षेपण जैसा दिखता है^{कश्मीर} यू पर।

हर फाइबर π⁻¹({x}) एक परिमित-विमीय वास्तविक सदिश समष्टि है और इसलिए इसका आयाम k है_x. स्थानीय तुच्छीकरण दर्शाता है कि फलन (गणित) x ↦ k_xस्थानीय रूप से स्थिर है, और इसलिए X के प्रत्येक स्थानीय रूप से जुड़े हुए स्थान पर स्थिर है। यदि k_xसभी X पर एक अचर k के बराबर है, तो k को सदिश बंडल का 'रैंक' कहा जाता है, और E को 'रैंक k का सदिश बंडल' कहा जाता है। अक्सर एक वेक्टर बंडल की परिभाषा में यह शामिल होता है कि रैंक अच्छी तरह से परिभाषित है, ताकि k_xस्थिर है। रैंक 1 के वेक्टर बंडलों को लाइन बंडल कहा जाता है, जबकि रैंक 2 के वेक्टर बंडलों को आमतौर पर समतल बंडल कहा जाता है।

कार्तीय गुणनफल X × 'R'^k, प्रोजेक्शन X × 'R' से सुसज्जित^k → X, को X के ऊपर रैंक k का 'तुच्छ बंडल' कहा जाता है।

संक्रमण कार्य

खुले सेटों पर दो तुच्छ सदिश बंडल $U_{\alpha }$ तथा $U_{\beta }$ चौराहे पर चिपकाया जा सकता है $U_{\alpha \beta }$ संक्रमण कार्यों द्वारा $g_{\alpha \beta }$ जो तंतुओं में एक रैखिक परिवर्तन लागू करने के बाद छायांकित ग्रे क्षेत्रों को एक साथ चिपकाने का काम करते हैं (नीले चतुर्भुज के प्रभाव के तहत नीले चतुर्भुज के परिवर्तन पर ध्यान दें) $g_{\alpha \beta }$) संक्रमण कार्यों के विभिन्न विकल्पों के परिणामस्वरूप विभिन्न वेक्टर बंडल हो सकते हैं जो ग्लूइंग पूर्ण होने के बाद गैर-तुच्छ हैं।

मोबियस पट्टी का निर्माण सर्कल एस के खुले उपसमुच्चय यू और वी पर दो तुच्छ बंडलों के गैर-तुच्छ ग्लूइंग द्वारा किया जा सकता है^{1</उप>। जब तुच्छ रूप से चिपकाया जाता है (g . के साथ)_UV=1) एक तुच्छ बंडल प्राप्त करता है, लेकिन जी के गैर-तुच्छ ग्लूइंग के साथ_UV=1 एक ओवरलैप पर और g_UV=-1 दूसरे ओवरलैप पर, एक गैर-तुच्छ बंडल ई, मोबियस पट्टी प्राप्त करता है। इसे स्थानीय चार्टों में से एक के घुमाव के रूप में देखा जा सकता है।}

रैंक k का एक सदिश बंडल E → X दिया गया है, और आस-पड़ोस का एक जोड़ा U और V दिया गया है, जिसके ऊपर बंडल तुच्छ बनाता है

${\begin{aligned}\varphi _{U}\colon U\times \mathbf {R} ^{k}&\mathrel {\xrightarrow {\cong } } \pi ^{-1}(U),\\\varphi _{V}\colon V\times \mathbf {R} ^{k}&\mathrel {\xrightarrow {\cong } } \pi ^{-1}(V)\end{aligned}}$

समग्र कार्य

$\varphi _{U}^{-1}\circ \varphi _{V}\colon (U\cap V)\times \mathbf {R} ^{k}\to (U\cap V)\times \mathbf {R} ^{k}$

ओवरलैप पर अच्छी तरह से परिभाषित है, और संतुष्ट करता है

$\varphi _{U}^{-1}\circ \varphi _{V}(x,v)=\left(x,g_{UV}(x)v\right)$

कुछ GL(k) -valued फ़ंक्शन के लिए

$g_{UV}\colon U\cap V\to \operatorname {GL} (k).$

इन्हें सदिश बंडल का संक्रमण फलन (या निर्देशांक परिवर्तन) कहा जाता है।

संक्रमण कार्यों का सेट इस अर्थ में एक चेक चक्र बनाता है

$g_{UU}(x)=I,\quad g_{UV}(x)g_{VW}(x)g_{WU}(x)=I$

सभी यू, वी, डब्ल्यू के लिए जिस पर बंडल संतोषजनक हो जाता है $U\cap V\cap W\neq \emptyset$. इस प्रकार डेटा (ई, एक्स, π, आर^k) फाइबर बंडल को परिभाषित करता है; जी का अतिरिक्त डेटा_UV एक जीएल (के) संरचना समूह को निर्दिष्ट करता है जिसमें फाइबर पर क्रिया जीएल (के) की मानक क्रिया है।

इसके विपरीत, एक फाइबर बंडल (ई, एक्स, π, आर^k) फाइबर 'R' पर मानक तरीके से अभिनय करने वाली GL(k) कोसाइकिल के साथ^k, वहाँ एक सदिश बंडल संबद्ध है। यह वेक्टर बंडलों के लिए फाइबर बंडल निर्माण प्रमेय का एक उदाहरण है, और इसे वेक्टर बंडल की वैकल्पिक परिभाषा के रूप में लिया जा सकता है।

उपसमूह

Main article: Subbundle

एक लाइन सबबंडल $L$ एक तुच्छ रैंक 2 वेक्टर बंडल का $E$ एक आयामी कई गुना से अधिक $M$.

वेक्टर बंडलों के निर्माण की एक सरल विधि अन्य वेक्टर बंडलों के सबबंडल्स लेना है। एक वेक्टर बंडल दिया गया $\pi :E\to X$ एक टोपोलॉजिकल स्पेस पर, एक सबबंडल बस एक सबस्पेस है $F\subset E$ जिसके लिए प्रतिबंध $\left.\pi \right|_{F}$ का $\pi$ प्रति $F$ देता है $\left.\pi \right|_{F}:F\to X$ एक वेक्टर बंडल की संरचना भी। इस मामले में फाइबर $F_{x}\subset E_{x}$ प्रत्येक के लिए सदिश उपसमष्टि है $x\in X$.

एक तुच्छ बंडल के एक उपसमूह को तुच्छ होने की आवश्यकता नहीं है, और वास्तव में प्रत्येक वास्तविक वेक्टर बंडल को पर्याप्त उच्च रैंक के तुच्छ बंडल के एक उपसमूह के रूप में देखा जा सकता है। उदाहरण के लिए मोबियस बैंड, सर्कल के ऊपर एक गैर-तुच्छ लाइन बंडल, सर्कल के ऊपर तुच्छ रैंक 2 बंडल के एक सबबंडल के रूप में देखा जा सकता है।

वेक्टर बंडल morphism s

सदिश बंडल से आकारिकी π₁: तथा₁ → एक्स₁ वेक्टर बंडल के लिए π₂: तथा₂ → एक्स₂ निरंतर मानचित्र f: E की एक जोड़ी द्वारा दिया गया है₁ → एंड₂ और जी: एक्स₁ → एक्स₂ ऐसा है कि

जी ∘π₁ = π₂∘ च

: एक्स में प्रत्येक एक्स के लिए₁, नक्शा π₁^-1({x}) → π₂⁻¹({g(x)}) f द्वारा प्रेरित सदिश स्थानों के बीच एक रेखीय मानचित्र है।

ध्यान दें कि जी एफ द्वारा निर्धारित किया जाता है (क्योंकि π₁ आच्छादक है), और f को फिर 'कवर g' कहा जाता है।

सभी वेक्टर बंडलों का वर्ग बंडल आकारिकी के साथ मिलकर एक श्रेणी (गणित) बनाता है। वेक्टर बंडलों तक सीमित करना जिसके लिए रिक्त स्थान कई गुना हैं (और बंडल अनुमान चिकने नक्शे हैं) और चिकने बंडल मोर्फिज्म हम चिकने वेक्टर बंडलों की श्रेणी प्राप्त करते हैं। वेक्टर बंडल मॉर्फिज्म फाइबर बंडलों के बीच बंडल नक्शा की धारणा का एक विशेष मामला है, और इसे कभी-कभी '(वेक्टर) बंडल होमोमोर्फिज्म' कहा जाता है।

ई से एक बंडल समरूपता₁ यू₂ एक व्युत्क्रम के साथ जो एक बंडल समरूपता भी है (ई से₂ यू₁) को (वेक्टर) बंडल समरूपता कहा जाता है, और फिर E₁ और ई₂ आइसोमॉर्फिक वेक्टर बंडल कहा जाता है। तुच्छ बंडल के साथ (रैंक k) वेक्टर बंडल E ओवर X का एक आइसोमोर्फिज्म (रैंक k ओवर X) को 'का ट्रिवियलाइजेशन' कहा जाता है। 'ई', और 'ई' तब तुच्छ (या तुच्छ) कहा जाता है। वेक्टर बंडल की परिभाषा से पता चलता है कि कोई भी वेक्टर बंडल स्थानीय रूप से तुच्छ है।

हम एक निश्चित आधार स्थान X पर सभी सदिश बंडलों की श्रेणी पर भी विचार कर सकते हैं। इस श्रेणी में morphisms के रूप में हम सदिश बंडलों के उन morphisms को लेते हैं जिनके आधार स्थान पर मानचित्र 'X' पर पहचान कार्य है। यही है, बंडल मोर्फिज्म जिसके लिए निम्न आरेख कम्यूटेटिव आरेख:

File:BundleMorphism-02.png(ध्यान दें कि यह श्रेणी एबेलियन श्रेणी नहीं है; वेक्टर बंडलों के आकारिकी का कर्नेल (श्रेणी सिद्धांत) सामान्य रूप से किसी भी प्राकृतिक तरीके से वेक्टर बंडल नहीं है।)

सदिश बंडलों के बीच एक सदिश बंडल आकारिकी π₁: तथा₁ → एक्स₁ तथा π₂: तथा₂ → एक्स₂ X से मानचित्र g को कवर करना₁ एक्स के लिए₂ X पर वेक्टर बंडल आकारिकी के रूप में भी देखा जा सकता है₁ ई से₁ पुलबैक बंडल g*E के लिए₂.

सेक्शन और स्थानीय रूप से फ्री शेव

एक वेक्टर बंडल $E$ एक आधार पर $M$ खंड के साथ $s$.

एक सतह पर प्रत्येक बिंदु के लिए एक सामान्य वेक्टर को जोड़ने वाले मानचित्र को एक खंड के रूप में माना जा सकता है। सतह अंतरिक्ष X है, और प्रत्येक बिंदु x पर x पर संलग्न सदिश समष्टि में एक सदिश है।

एक वेक्टर बंडल दिया गया π: E → X और X का एक खुला उपसमुच्चय U, हम सेक्शन (फाइबर बंडल)|'सेक्शन' पर विचार कर सकते हैं π यू पर, यानी निरंतर कार्य एस: यू → ई जहां समग्र π∘ ऐसा है कि (π ∘ s)(u) = u यू में सभी यू के लिए। अनिवार्य रूप से, एक अनुभाग यू के प्रत्येक बिंदु को संलग्न वेक्टर अंतरिक्ष से एक निरंतर तरीके से असाइन करता है। एक उदाहरण के रूप में, डिफरेंशियल मैनिफोल्ड के स्पर्शरेखा बंडल के खंड कुछ और नहीं बल्कि उस मैनिफोल्ड पर वेक्टर क्षेत्र हैं।

F(U) को U पर सभी वर्गों का सेट होने दें। F(U) में हमेशा कम से कम एक तत्व होता है, जिसका नाम है 'शून्य खंड': फ़ंक्शन s जो वेक्टर स्पेस के शून्य तत्व के लिए U के प्रत्येक तत्व x को मैप करता है। π^-1({x})। वर्गों के बिंदुवार जोड़ और अदिश गुणन के साथ, F(U) अपने आप में एक वास्तविक सदिश समष्टि बन जाता है। इन वेक्टर रिक्त स्थान का संग्रह एक्स पर वेक्टर रिक्त स्थान का एक शीफ (गणित) है।

यदि s, F(U) का एक अवयव है और α: U → 'R' एक सतत मानचित्र है, तो αs (बिंदुवार अदिश गुणन) F(U) में होता है। हम देखते हैं कि F(U) U पर निरंतर वास्तविक-मूल्यवान फलनों के वलय के ऊपर एक मॉड्यूल (गणित) है। इसके अलावा, यदि O_X एक्स पर निरंतर वास्तविक-मूल्यवान कार्यों की संरचना शीफ ​​को दर्शाता है, फिर एफ ओ का एक शीफ बन जाता है_X-मॉड्यूल।

ओ के हर पूले में नहीं_X-मॉड्यूल एक वेक्टर बंडल से इस तरह से उत्पन्न होते हैं: केवल स्थानीय रूप से मुक्त शीफ ही करते हैं। (कारण: स्थानीय रूप से हम प्रक्षेपण यू × 'आर' के वर्गों की तलाश में हैं^{के </सुप> → यू; ये सटीक रूप से निरंतर कार्य हैं यू → 'आर'k, और ऐसा फलन निरंतर फलनों U → 'R' का k-tuple है।)}

इससे भी अधिक: एक्स पर वास्तविक वेक्टर बंडलों की श्रेणी ओ के स्थानीय रूप से मुक्त और सूक्ष्म रूप से उत्पन्न ढेरों की श्रेणी के लिए श्रेणी सिद्धांत है_X-मॉड्यूल।

तो हम एक्स पर वास्तविक वेक्टर बंडलों की श्रेणी के बारे में सोच सकते हैं जैसे मॉड्यूल के शीफ की श्रेणी के अंदर बैठना। ओ के ढेर_X-मॉड्यूल; यह बाद की श्रेणी अबेलियन है, इसलिए यह वह जगह है जहां हम वेक्टर बंडलों के आकारिकी के कर्नेल और कोकर्नेल की गणना कर सकते हैं।

एक रैंक n वेक्टर बंडल तुच्छ है यदि और केवल अगर इसमें n रैखिक रूप से स्वतंत्र वैश्विक खंड हैं।

वेक्टर बंडलों पर संचालन

वेक्टर स्पेस ऑपरेशन फाइबरवाइज करके वेक्टर स्पेस पर अधिकांश ऑपरेशन वेक्टर बंडलों तक बढ़ाए जा सकते हैं।

उदाहरण के लिए, यदि E, X के ऊपर एक वेक्टर बंडल है, तो X के ऊपर एक बंडल E* है, जिसे 'दोहरी बंडल ' कहा जाता है, जिसका फाइबर x ∈ X पर दोहरी वेक्टर अंतरिक्ष है (E_x)*. औपचारिक रूप से E* को जोड़े (x, φ) के समुच्चय के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जहाँ x ∈ X और φ ∈ (E_x)*. दोहरी बंडल स्थानीय रूप से तुच्छ है क्योंकि ई के स्थानीय तुच्छीकरण के व्युत्क्रम का स्थानान्तरण ई * का एक स्थानीय तुच्छीकरण है: यहां मुख्य बिंदु यह है कि दोहरी वेक्टर स्थान लेने का संचालन कार्यात्मक है।

कई कार्यात्मक संचालन हैं जो वेक्टर रिक्त स्थान (एक ही क्षेत्र में) के जोड़े पर किए जा सकते हैं, और ये सीधे वेक्टर बंडल ई, एफ पर एक्स (दिए गए क्षेत्र पर) के जोड़े तक विस्तारित होते हैं। कुछ उदाहरण अनुसरण करते हैं।

• ई और एफ का 'व्हिटनी योग' (हस्लर व्हिटनी के लिए नामित) या 'डायरेक्ट सम बंडल' एक वेक्टर बंडल ई एफ ओवर एक्स है जिसका फाइबर एक्स से अधिक मॉड्यूल ई का प्रत्यक्ष योग है_x⊕ एफ_xवेक्टर रिक्त स्थान E . का_xऔर एफ_x.
• 'टेन्सर उत्पाद बंडल' ई एफ को इसी तरह परिभाषित किया गया है, वेक्टर रिक्त स्थान के फाइबरवाइज टेंसर उत्पाद का उपयोग करके।
• 'होम-बंडल' होम (ई, एफ) एक वेक्टर बंडल है जिसका फाइबर एक्स पर ई से रैखिक मानचित्रों का स्थान है_xF . के लिए_x(जिसे अक्सर होम के रूप में दर्शाया जाता है_x, एफ_x) या एल (ई_x, एफ_x))। होम-बंडल तथाकथित (और उपयोगी) है क्योंकि वेक्टर बंडल होमोमोर्फिज्म के बीच ई से एफ से एक्स और एक्स के ऊपर होम (ई, एफ) के वर्गों के बीच एक विभाजन है।
• पिछले उदाहरण पर निर्माण, एक एंडोमोर्फिज्म बंडल होम (ई, ई) और एक फ़ंक्शन एफ: एक्स → 'आर' के एक सेक्शन को देखते हुए, कोई एक बिंदु x X पर फाइबर ले कर एक 'ईजेनबंडल' का निर्माण कर सकता है। f(x)-Eigenvector#Eigenspace और रैखिक मानचित्र s(x) का स्पेक्ट्रम हो: E_x → एंड_x. हालांकि यह निर्माण स्वाभाविक है, जब तक देखभाल नहीं की जाती है, परिणामी वस्तु में स्थानीय तुच्छता नहीं होगी। s के शून्य खंड होने और f के पृथक शून्य होने के मामले पर विचार करें। परिणामी eigenbundle में इन शून्यों पर फाइबर ई में उनके ऊपर फाइबर के लिए आइसोमोर्फिक होगा, जबकि हर जगह फाइबर तुच्छ 0-आयामी वेक्टर स्थान है।
• दोहरा बंडल E*, E के बंडल समरूपता का होम बंडल होम (E, 'R' × X) और तुच्छ बंडल 'R' × X है। एक कैनोनिकल वेक्टर बंडल आइसोमॉर्फिज़्म होम (E, F) = E है। *⊗फ.

इनमें से प्रत्येक ऑपरेशन बंडलों की एक सामान्य विशेषता का एक विशेष उदाहरण है: वेक्टर रिक्त स्थान की श्रेणी पर किए जा सकने वाले कई ऑपरेशन वेक्टर बंडलों की श्रेणी पर एक कार्यात्मक तरीके से भी किए जा सकते हैं। यह चिकनी functor s की भाषा में सटीक बनाया गया है। एक अलग प्रकृति का ऑपरेशन 'पुलबैक बंडल' निर्माण है। एक सदिश बंडल E → Y और एक सतत नक्शा f: X → Y दिया गया है, कोई E को X के ऊपर एक सदिश बंडल f * E पर वापस खींच सकता है। एक बिंदु x ∈ X पर फाइबर अनिवार्य रूप से केवल f(x) ∈ पर फाइबर है। वाई। इसलिए, व्हिटनी योग ई ⊕ एफ को एक्स से एक्स × एक्स के विकर्ण मानचित्र के पुलबैक बंडल के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जहां एक्स × एक्स पर बंडल ई × × एफ है।

'टिप्पणी': मान लीजिए X एक सघन स्थान है। X के ऊपर कोई सदिश बंडल E एक तुच्छ बंडल का सीधा जोड़ है; यानी, एक बंडल ई मौजूद है' ऐसा है कि ई ⊕ ई' तुच्छ है। यह विफल हो जाता है यदि एक्स कॉम्पैक्ट नहीं है: उदाहरण के लिए, अनंत वास्तविक प्रोजेक्टिव स्पेस पर टॉटोलॉजिकल लाइन बंडल में यह गुण नहीं है।

अतिरिक्त संरचनाएं और सामान्यीकरण

वेक्टर बंडलों को अक्सर अधिक संरचना दी जाती है। उदाहरण के लिए, वेक्टर बंडल एक मीट्रिक (वेक्टर बंडल) से लैस हो सकते हैं। आमतौर पर इस मीट्रिक को निश्चित बिलिनियर रूप की आवश्यकता होती है, इस स्थिति में E का प्रत्येक फाइबर एक यूक्लिडियन स्थान बन जाता है। एक रैखिक जटिल संरचना के साथ एक वेक्टर बंडल एक जटिल वेक्टर बंडल से मेल खाता है, जिसे जटिल वेक्टर के साथ परिभाषा में वास्तविक वेक्टर रिक्त स्थान को बदलकर प्राप्त किया जा सकता है और यह आवश्यक है कि सभी मैपिंग फाइबर में जटिल-रैखिक हों। आम तौर पर, एक बंडल के संरचना समूह के परिणामी कमी के संदर्भ में एक वेक्टर बंडल पर लगाए गए अतिरिक्त संरचना को आम तौर पर समझ सकता है। अधिक सामान्य टोपोलॉजिकल क्षेत्रों पर वेक्टर बंडलों का भी उपयोग किया जा सकता है।

यदि एक परिमित-आयामी वेक्टर स्थान के बजाय, यदि फाइबर F ​​को एक बनच स्थान के रूप में लिया जाता है, तो एक 'बनच बंडल ' प्राप्त होता है। विशेष रूप से, किसी को यह आवश्यक होना चाहिए कि स्थानीय तुच्छीकरण प्रत्येक फाइबर पर बनच स्पेस आइसोमोर्फिज्म (केवल रैखिक आइसोमोर्फिज्म के बजाय) हों और इसके अलावा, संक्रमण

$g_{UV}\colon U\cap V\to \operatorname {GL} (F)$

बनच कई गुना की निरंतर मैपिंग कर रहे हैं। C . के संगत सिद्धांत में^p बंडल, सभी मैपिंग का C होना आवश्यक है^पी.

वेक्टर बंडल विशेष फाइबर बंडल होते हैं, जिनके फाइबर वेक्टर रिक्त स्थान होते हैं और जिनके चक्र वेक्टर अंतरिक्ष संरचना का सम्मान करते हैं। अधिक सामान्य फाइबर बंडलों का निर्माण किया जा सकता है जिसमें फाइबर में अन्य संरचनाएं हो सकती हैं; उदाहरण के लिए गोले के बंडल गोले द्वारा रेशेदार होते हैं।

चिकना वेक्टर बंडल

वेक्टर बंडल का वर्णन करने वाले संक्रमण कार्यों की नियमितता वेक्टर बंडल के प्रकार को निर्धारित करती है। यदि निरंतर संक्रमण कार्य करता है g_UVउपयोग किया जाता है, परिणामी वेक्टर बंडल E केवल निरंतर है लेकिन चिकना नहीं है। यदि सुचारू संक्रमण कार्य करता है h_UVउपयोग किया जाता है, तो परिणामी वेक्टर बंडल F एक स्मूथ वेक्टर बंडल है।

एक वेक्टर बंडल (ई, पी, एम) 'चिकनी' है, यदि ई और एम कई गुना हैं, पी: ई → एम एक चिकना नक्शा है, और स्थानीय तुच्छीकरण भिन्नताएं हैं। चिकनाई की आवश्यक डिग्री के आधार पर, लगातार अलग-अलग होने की अलग-अलग धारणाएं होती हैं|सी^p बंडल, असीम रूप से भिन्न C^∞-बंडल और वास्तविक विश्लेषणात्मक C^ω-बंडल। इस खंड में हम C . पर ध्यान केंद्रित करेंगे^∞-बंडल। सी. का सबसे महत्वपूर्ण उदाहरण है^∞-वेक्टर बंडल स्पर्शरेखा बंडल है (TM, π_TM, एम) एक सी . के^∞-कई गुना एम.

एक चिकने वेक्टर बंडल को इस तथ्य से चित्रित किया जा सकता है कि यह ऊपर वर्णित ट्रांज़िशन फ़ंक्शन को स्वीकार करता है जो तुच्छ चार्ट यू और वी के ओवरलैप पर सुचारू फ़ंक्शन हैं। यानी, एक वेक्टर बंडल ई चिकना है अगर यह खुले सेटों को तुच्छ बनाकर एक कवर को स्वीकार करता है जैसे कि किन्हीं दो ऐसे समुच्चयों U और V के लिए, संक्रमण फलन

$g_{UV}:U\cap V\to \operatorname {GL} (k,\mathbb {R} )$

मैट्रिक्स समूह जीएल (के, आर) में एक सहज कार्य है, जो एक लाइ समूह है।

इसी प्रकार, यदि संक्रमण कार्य हैं:

• सी^r तो वेक्टर बंडल एक 'C' है^r वेक्टर बंडल',
• वास्तविक विश्लेषणात्मक तो वेक्टर बंडल एक 'वास्तविक विश्लेषणात्मक वेक्टर बंडल' है (इसके लिए मैट्रिक्स समूह को वास्तविक विश्लेषणात्मक संरचना की आवश्यकता होती है),
• होलोमोर्फिक तो वेक्टर बंडल एक 'होलोमॉर्फिक वेक्टर बंडल ' है (इसके लिए मैट्रिक्स समूह को एक जटिल झूठ समूह होना आवश्यक है),
• बीजगणितीय कार्य तब वेक्टर बंडल एक 'बीजगणितीय वेक्टर बंडल' होता है (इसके लिए मैट्रिक्स समूह को बीजगणितीय समूह होना आवश्यक है)।

सी^∞-वेक्टर बंडल (ई, पी, एम) में एक बहुत ही महत्वपूर्ण संपत्ति है जो अधिक सामान्य सी द्वारा साझा नहीं की जाती है-फाइबर बंडल। अर्थात्, स्पर्शरेखा स्थान T_v(तथा_x) किसी भी वी ∈ ई . पर_x फाइबर ई के साथ स्वाभाविक रूप से पहचाना जा सकता है_x अपने आप। यह पहचान ऊर्ध्वाधर लिफ्ट vl . के माध्यम से प्राप्त की जाती है_v: तथा_x→ टी_v(तथा_x), के रूप में परिभाषित किया गया है

$\operatorname {vl} _{v}w[f]:=\left.{\frac {d}{dt}}\right|_{t=0}f(v+tw),\quad f\in C^{\infty }(E_{x}).$

लंबवत लिफ्ट को प्राकृतिक सी के रूप में भी देखा जा सकता है^∞-वेक्टर बंडल समरूपता p*E → VE, जहां (p*E, p*p, E) E से p: E → M, के ऊपर (E, p, M) का पुल-बैक बंडल है। और वीई:= केर(पी_*) TE ऊर्ध्वाधर स्पर्शरेखा बंडल है, स्पर्शरेखा बंडल का एक प्राकृतिक वेक्टर उप-बंडल (TE, π_TE, ई) कुल अंतरिक्ष ई की।

किसी भी चिकने वेक्टर बंडल का कुल स्थान E एक प्राकृतिक वेक्टर फ़ील्ड V को वहन करता है_v := वी.एल_vv, विहित सदिश क्षेत्र के रूप में जाना जाता है। अधिक औपचारिक रूप से, वी (टीई, π_TE, ई), और इसे लाइ-ग्रुप एक्शन के इन्फिनिटिमल जनरेटर के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है $(t,v)\mapsto e^{tv}$ फाइबरवाइज स्केलर गुणन द्वारा दिया गया। कैनोनिकल वेक्टर फ़ील्ड V निम्नलिखित तरीके से पूरी तरह से चिकनी वेक्टर बंडल संरचना की विशेषता है। एक तैयारी के रूप में, ध्यान दें कि जब एक्स एक चिकनी कई गुना एम और एक्स ∈ एम पर एक चिकनी वेक्टर फ़ील्ड है जैसे कि एक्स_x = 0, रैखिक मानचित्रण

$C_{x}(X):T_{x}M\to T_{x}M;\quad C_{x}(X)Y=(\nabla _{Y}X)_{x}$

M पर रैखिक सहपरिवर्ती व्युत्पन्न ∇ के चयन पर निर्भर नहीं करता। E पर विहित सदिश क्षेत्र V अभिगृहीतों को संतुष्ट करता है

1. प्रवाह (टी, वी) → Φ^टी_V(v) V विश्व स्तर पर परिभाषित है।
2. प्रत्येक v ∈ V के लिए एक अद्वितीय लिम है_t→∞ Φ^टी_V(v) वी.
3. सी_v(वी)∘सी_v(वी) = सी_v(वी) जब भी वी_v = 0।
4. वी का शून्य सेट ई का एक चिकनी सबमनीफोल्ड है जिसका कोडिमेंशन सी के रैंक के बराबर है_v(वी)।

इसके विपरीत, यदि E कोई स्मूथ मैनिफोल्ड है और V E पर एक स्मूथ वेक्टर फील्ड है जो 1-4 को संतुष्ट करता है, तो E पर एक यूनिक वेक्टर बंडल स्ट्रक्चर है जिसका कैनोनिकल वेक्टर फील्ड V है।

किसी भी चिकने वेक्टर बंडल (E, p, M) के लिए उसके स्पर्शरेखा बंडल (TE, π_TE, ई) में एक प्राकृतिक माध्यमिक वेक्टर बंडल संरचना है (टीई, पी_*, टीएम), जहां पी_* विहित प्रक्षेपण p: E → M का पुश-फ़ॉरवर्ड है। इस द्वितीयक वेक्टर बंडल संरचना में वेक्टर बंडल संचालन पुश-फ़ॉरवर्ड हैं +_*: टी (ई × ई) → टीई और λ_*: TE → मूल जोड़ का TE +: E × E → E और अदिश गुणन λ: E → E।

के-सिद्धांत

के-सिद्धांत समूह, K(X), एक कॉम्पैक्ट हॉसडॉर्फ टोपोलॉजिकल स्पेस को आइसोमोर्फिज्म वर्गों द्वारा उत्पन्न एबेलियन समूह के रूप में परिभाषित किया गया है [E] जटिल वेक्टर बंडलों के संबंध को मॉड्यूलो करते हैं कि जब भी हमारे पास एक सटीक अनुक्रम होता है

$0\to A\to B\to C\to 0$

फिर

$[B]=[A]+[C]$

टोपोलॉजिकल केओ सिद्धांत में। KO-सिद्धांत इस निर्माण का एक संस्करण है जो वास्तविक सदिश बंडलों पर विचार करता है। कॉम्पैक्ट समर्थन के साथ के-सिद्धांत को भी परिभाषित किया जा सकता है, साथ ही साथ उच्च के-सिद्धांत समूहों को भी परिभाषित किया जा सकता है।

राउल बोत्तो ल की प्रसिद्ध बॉट आवधिकता किसी भी स्थान के के-सिद्धांत का दावा करती है X के समरूपी है S²X, का दोहरा निलंबन X.

बीजगणितीय ज्यामिति में, एक योजना (गणित) पर सुसंगत शीफ से युक्त के-सिद्धांत समूहों पर विचार करता है। X, साथ ही उपरोक्त तुल्यता संबंध के साथ योजना पर वेक्टर बंडलों के K- सिद्धांत समूह। दो निर्माण समान हैं बशर्ते कि अंतर्निहित योजना चिकनी आकारिकी हो।

यह भी देखें

सामान्य धारणाएं

• ग्रासमैनियन : वेक्टर बंडल के लिए रिक्त स्थान को वर्गीकृत करना, जिसमें लाइन बंडलों के लिए प्रक्षेप्य स्थान शामिल हैं
• विशेषता वर्ग
• विभाजन सिद्धांत
• स्थिर बंडल

टोपोलॉजी और डिफरेंशियल ज्योमेट्री

• गेज सिद्धांत (गणित) : वेक्टर बंडलों और प्रमुख बंडलों पर कनेक्शन का सामान्य अध्ययन और भौतिकी के साथ उनका संबंध।
• कनेक्शन (वेक्टर बंडल) : वेक्टर बंडलों के वर्गों को अलग करने के लिए आवश्यक धारणा।

बीजीय और विश्लेषणात्मक ज्यामिति

• बीजीय वेक्टर बंडल
• पिकार्ड समूह
• होलोमोर्फिक वेक्टर बंडल

स्रोत

• Abraham, Ralph H.; Marsden, Jerrold E. (1978), Foundations of mechanics, London: Benjamin-Cummings, see section 1.5, ISBN 978-0-8053-0102-1.
• Hatcher, Allen (2003), Vector Bundles & K-Theory (2.0 ed.).
• Jost, Jürgen (2002), Riemannian Geometry and Geometric Analysis (3rd ed.), Berlin, New York: Springer-Verlag, ISBN 978-3-540-42627-1, खंड 1.5 देखें।
• Lang, Serge (1995), Differential and Riemannian manifolds, Berlin, New York: Springer-Verlag, ISBN 978-0-387-94338-1.
• Lee, Jeffrey M. (2009), Manifolds and Differential Geometry, Graduate Studies in Mathematics, vol. 107, Providence: American Mathematical Society, ISBN 978-0-8218-4815-9.
• Lee, John M. (2003), Introduction to Smooth Manifolds, New York: Springer, ISBN 0-387-95448-1 अध्याय 5 देखें
• Rubei, Elena (2014), Algebraic Geometry, a concise dictionary, Berlin/Boston: Walter De Gruyter, ISBN 978-3-11-031622-3.

इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची

• कार्तीय गुणन
• अंक शास्त्र
• समानांतर कई गुना
• अंतरिक्ष (गणित)
• बीजीय किस्म
• अनुमान
• निरंतर कार्य
• हेमल आयाम
• समारोह (गणित)
• स्थानीय रूप से जुड़ा हुआ स्थान
• रैखिक नक्शा
• पहचान समारोह
• क्रमविनिमेय आरेख
• गिरी (श्रेणी सिद्धांत)
• अबेलियन श्रेणी
• मॉड्यूल का प्रत्यक्ष योग
• पक्षांतरित
• टेंसर उत्पाद बंडल
• सहज ऑपरेटर
• निश्चित द्विरेखीय रूप
• एक बंडल के संरचना समूह की कमी
• टोपोलॉजिकल फील्ड
• गोलाकार बंडल
• डिफियोमोर्फिज्म
• झूठ समूह
• बीजीय वेक्टर बंडल
• बीजीय समूह
• सटीक क्रम
• टोपोलॉजिकल के-थ्योरी
• वर्गीकरण स्थान

बाहरी संबंध

• "Vector bundle", Encyclopedia of Mathematics, EMS Press, 2001 [1994]
• Why is it useful to study vector bundles ? on MathOverflow
• Why is it useful to classify the vector bundles of a space ?