ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
-------------- @ ---------------
LƯU THỊ NHÀN
CHUẨN EISENMAN TRÊN ĐA TẠPPHỨC
CHUYÊN NGÀNH: GIẢI TÍCH
MÃ SỐ : 60.46.01
LUẬN VĂN THẠC SỸ TOÁN HỌC
THÁI NGUYÊN – 2009
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
-------------- @ ---------------
LƯU THỊ NHÀN
CHUẨN EISENMAN TRÊN ĐA TẠP PHỨC
CHUYÊN NGÀNH: GIẢI TÍCH
MÃ SỐ : 60.46.01
LUẬN VĂN THẠC SỸ TOÁN HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS PHẠM VIỆT ĐỨC
THÁI NGUYÊN – 2009
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
MỤC LỤC
Mở đầu …………………………………………………………………….......2
Chương 1: Kiến thức chuẩn bị
1.1. Nhóm tự đẳng cấu của Bn ………………………………………………..4
1.2. Metric vi phân Royden-Kobayashi ...........................................................8
Chương 2: Các khoảng cách bất biến và chuẩn Eisenman trên Bn
2.1. Các khoảng cách bất biến trên Bn……………………………............ 20
2.2. Chuẩn Eisenman trên Bn ……………………………………............... 32
Chương 3:
Chuẩn Eisenman trên đa tạp phức
3.1. Các định nghĩa…………………………………………………….........36
3.2. Một số tính chất của Ek………………………………………… ..........37
3.3. Dạng thể tích trên đa tạp ……………………………….........................40
3.4. Độ đo Eisenman trên đa tạp …………………………………….......... 41
3.5. Đa tạp hypebolic k- độ đo………………………………… ..................42
3.6. Một số tính chất ......................... ........................................................... 43
3.7. Trường hợp k = 1............................................................................. .......45
3.8. Công thức tích ........................................................................................ 48
Kết luận ……………………………………………………….................. .
51
Tài liệu tham khảo ………………………………………………................ 52
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1
http://www.lrc-tnu.edu.vn
MỞ ĐẦU
Năm 1969, D.A Eisenman trong luận án Tiến sĩ của mình [5] đã đưa ra khái
niệm chuẩn Eisenman Ek trên một đa tạp phức.
Trong trường hợp k = 1 nó chính là bình phương của metric vi phân
Kobayashi [8]. Năm 1985, trong [6] I.Graham và H. Wu đã chứng minh được
một số tính chất của Ek tương tự như tính chất của metric vi phân RoydenKobayashi. Mục đích của luận văn này là tìm hiểu về chuẩn Eisenman và trình
bày một cách có hệ thống các tính chất của nó.
Luận văn được chia làm ba chương.
Chương 1. Kiến thức chuẩn bị
Chương này trình bày các tính chất của nhóm tự đẳng cấu của Bn và metric vi
phân Royden-Kobayashi làm cơ sở để trình bày các kiến thức ở các chương tiếp
theo.
Chương 2. Các khoảng cách bất biến và chuẩn Eisenman trên Bn
Phần đầu của chương trình bày một số khoảng cách bất biến trên Bn và một
số tính chất của chúng. Phần tiếp theo của chương là trình bày về chuẩn
Eisenman trên Bn và các tính chất của chuẩn Eisenman trên Bn.
Chương 3. Chuẩn Eisenman trên đa tạp phức
Trong chương này chúng tôi đã trình bày khái niệm và một số tính chất của
chuẩn Eisenman trên một đa tạp phức. Ngoài ra còn trình bày một số khái niệm
như dạng thể tích nội tại Eisenman, độ đo Eisenman trên đa tạp, hyperbolic kđộ đo. Phần cuối chương xét cụ thể trường hợp E1 và chứng minh công thức
tích của chuẩn Eisenman trên các đa tạp phức.
Luận văn được hoàn thành tại khoa Toán Trường Đại Học Sư Phạm Thái
Nguyên dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Phạm Việt Đức. Tôi xin bày
tỏ lòng kính trọng và biết ơn chân thành đến người Thầy của mình .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nhân đây cho phép tôi bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn đến các thầy, cô
trong tổ bộ môn Giải tích. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô phản biện đã
cho tôi những ý kiến quý báu để tôi hoàn thành luận văn này, tôi xin cảm ơn
Ban Giám Hiệu, Khoa Toán, Khoa sau Đại học Trường Đại học Sư Phạm Đại
học Thái Nguyên và những người thân đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành
luận văn này.
Do nhiều nguyên nhân khác nhau nên luận văn này không tránh khỏi thiếu
sót và hạn chế, tôi mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2009
Lưu Thị Nhàn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chương 1
KIẾN THỨC CHUẨN BỊ
1.1. Nhóm tự đẳng cấu của Bn
1.1.1. Định nghĩa
B n r z n : z r ở đây . là chuẩn Euclid.
Với a B n (r ) ta định nghĩa ma trận r (a) cấp n n như sau:
t
a a
r a
vr a I ,
r vr a
trong đó a là ma trận cột , vr a r 2 a , và I là ma trận đơn vị.
2
Khi r = 1 ta kí hiệu v a = v1(a) .
1.1.2. Một số tính chất
Với a B n (r ) , ta định nghĩa ánh xạ gar : Bn r Bn r xác định bởi
gar (z)= r.Γ r a
z-a
, z Bn r
t
2
r - a z
Khi r = 1 ta kí hiệu r a = r1(a); g a z = g a1 z .
1.1.2.1. Ta có
Γ r (a)= r.Γ(
a
).
r
z
1.1.2.2. Cho a, z Bn (r) , ta có đẳng thức gar (z)= r g a ( ) .
r r
Chứng minh.
za
z
a za
rg a r 2
r. r a .
g ar z .
t
t
2
2
r r az
r az
r r
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4
http://www.lrc-tnu.edu.vn
n
1.1.2.3. Nhóm Aut ( B (r )) các tự đẳng cấu của Bn (r) tác động bắc cầu trên
B n (r ) .
Chứng minh.
Ta có
g ar Aut B n r và g ar a 0,
g ar (0) rg a (0) r
r
a
a .
r
1.1.2.4. Ta có
Aut Bn r A.gar : A U n ,a Bn r , trong đó U(n) là nhóm unita.
Chứng minh.
n
n
Ta có Aut ( B (r )) và Aut B là đẳng cấu, hơn nữa
Aut B n A g a : A U n .
Từ đó ta có điều phải chứng minh.
Γr a a = ra với
1.1.2.5. Ta có
a Bn r .
Chứng minh.
Γ r a a = rΓ
a
r
ar
2
2 a
a = r Γ r a = r r = ra .
1.1.2.6. Ta có
t
Γr a = Γr a , do đó t a Γ r a = r t a .
Thật vậy,
t
t
Γr a =
a
rΓ = r
r
t
Γ
a
a
= r Γ = Γr a .
r
r
Hơn nữa,
t
a Γr a =
t
a
a rΓ = r 2
r
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5
a a 2 ta
Γ = r = r ta .
r r
r
t
http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.1.2.7. Ta có
Γr a 2 = r -vr a Γ r a +r vr a I = a t a+vr a 2 I .
Thật vậy, ta có
Γr a = r
2
2
a
Γ
r
2
a a a
Γ +v I
r r
r
a
= r - vr a rΓ +rvr a I
r
= r - vr a Γ r a +rvr a I,
= r 2 1- v
và
Γr a = r
2
2
a
Γ
r
2
=r
2
a ta
+v
r r
= a a+r
t
2
a
v
r
a 2
I
r
2
I
= a t a+vr a 2 I .
1.1.2.8. Ta có
Γ r a -1 =
1
1 a ta
Γ
a
+
v
a
r
I
=
- rI .
r
r
rvr a
rvr a r - vr a
Chứng minh.
-1
a 1
a -1
Γ r a -1 = r Γ = Γ
r r
r
1 1 a a
=
Γ
+ v
-1 I
r v a r r
r
1 1
1
=
Γ r a + vr a - r I
vr a r
r
1
=
Γ a + vr a - r I .
rvr a r
Ngoài ra ta có
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6
http://www.lrc-tnu.edu.vn
t
1 a
1
a a
-1
Γr a = Γ =
-I
r r rv a 2
a
r 1- v
r
r
-1
=
1 a ta
1 a ta
I
=
rI
.
vr a r r - vr a rvr a r - vr a
1.1.2.9. Ta có
Γr a -2 =
1
-a t a+r 2 I .
r vr a
3
Chứng minh.
1 a -2
Γ
r 2 r
1 1 a ta
= 2
+I
r v a r 2
r
1
= 3
-a t a+r 2 I .
r vr a
Γ r a -2 =
1.1.2.10.
detΓr a = r -vr a = r
k-1
r - a
2
2
k-1
.
Thật vậy,
a
r
detΓ r a = det rΓ
=r
k
a
a
detΓ = r k -v
r
r
= rk
a
1r
2
k -1
k -1
= r - r2 - a 2
k -1
.
1.1.2.11. Ta có
g Aa r = A ga r A-1 với A U n .
Chứng minh. Để tính
g
r
Aa
, ta có
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7
http://www.lrc-tnu.edu.vn
g Aa r z = r g 1 Aa
r
z
z
-1 z
= rg A a = r A g a A
r
r
r
r
r
1
= A rg a A-1 z = Ag a r A-1 z .
r r
g Aar = A ga r A-1.
Do đó
1.1.2.12.
Ta có d g a t a =
rΓ r a
r
= 2
Γ r a , ở đây d g ar là ma trận
2
2
a
vr a
r -a
Jacobi của g ar tại a.
Chứng minh.
1
z
g a r z r g a r g a r h z , trong đó h id B n r .
r
r r
Khi đó
a
d g a r a = rd g a h = r dg a
r
r
h a
dh a
Γ a
1
a
= dg a = r 2 = 2
r2 Γ
2
r
r -a
r h a 1- a
r
=
r
Γr a .
r -a2
2
1.2. Metric vi phân Royden-Kobayashi trên đa tạp phức
1.2.1. Định nghĩa
Một ánh xạ F : T M gọi là metric vi phân nếu nó thoả mãn các điều
kiện sau:
i) F Ox 0 với Ox là vectơ không của T M x
ii)Với mọi x T M x và ta có:
F a x a F x .
Hơn nữa nếu F liên tục và F x 0 với mọi x T M x Ox thì ta nói F
là metric Finsler.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chúng ta định nghĩa metric vi phân Kobayashi:
Xác định ánh xạ FM : T M như sau:
1
r
Với mọi x T M x , FM x inf : tồn tại ánh xạ chỉnh hình
f : r M sao cho f 0 x và f x ,
z 0
ở đây chúng ta chú ý rằng với mọi s 0 mà FM x
1
thì tồn tại ánh xạ
s
x .
z
0
chỉnh hình f : s M sao cho f 0 x và f
Ta có định nghĩa tương đương sau:
FM x inf a : tồn tại ánh xạ chỉnh hình f : 1 M sao cho f 0 x
x , a .
z
0
và f a
1.2.2. Mệnh đề
Ánh xạ F : T M là một metric vi phân .
Chứng minh. Ta chứng minh FM Ox 0 .
Với bất kỳ r 0 ta lấy f : r M là ánh xạ hằng f z x , thế thì
f 0 x và f ' 0 Ox , cho r ta được FM Ox 0 .
Ta chứng minh FM a x a FM x , a=0 hiển nhiên đúng.
Với a 0 ta có:
Gọi
f : 1 M
là ánh xạ chỉnh hình sao cho
f 0 x và
f c x , với c .
z 0
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9
http://www.lrc-tnu.edu.vn
a x nên FM x a c suy ra FM a x a FM x .
z 0
Vì f ac
Suy ra
1
1
FM x FM a x FM a x
a
a
FM a x a FM x .
do đó
1.2.3. Định lí
Cho M, N là hai đa tạp phức, f : M N là ánh xạ chỉnh hình thì ta
có f FN FM , có nghĩa
FN f x FM x
với mọi x T M x . Đặc biệt nếu f là song chỉnh hình thì f FN FM .
Chứng minh.
Lấy h : r M là ánh xạ chỉnh hình sao cho h ' 0 x
suy ra f h : r N là ánh xạ chỉnh hình sao cho
f h ' 0 f x
suy ra
f N f x
và vì h bất kỳ nên ta có
1
r
FN f x FM x .
1.2.4. Mệnh đề
Cho M1, M2 là hai đa tạp phức. Thế thì với mọi x y T M1 x T M 2 y
ta có
FM1M 2 x y max FM1 x , FM 2 y .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên10
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chứng minh.
Xét ánh xạ chiếu tự nhiên j : M1 M 2 M j , j =1, 2 nó là ánh xạ chỉnh
hình, theo định lý trên ta có
FM1M 2 x y max FM1 x , FM 2 y
(1)
Xét f j : rj M j là ánh xạ chỉnh hình sao cho f1' 0 x , f 2' 0 y .
Đặt r min r1 , r2 thế thì ánh xạ chỉnh hình
f : z r f1 z , f 2 z M 1 M 2 thoả mãn f ' 0 x y .
Do đó
FM1M 2 x y
1 1
1
max , .
r
r1 r2
Có nghĩa
FM1M 2 x y max FM1 x , FM 2 y .
(2)
Từ (1) và (2) ta có điều phải chứng minh.
1.2.5. Bổ đề (Royden).
Cho M là đa tạp phức và h : r M là ánh xạ với h ' 0 Oh 0 thì với
mọi số dương s r tồn tại ánh xạ chỉnh hình H : s 1
m1
M sao
cho H là song chỉnh hình trong lân cận của O và H z1 ,0,...,0 h z1 với
mọi z1 s . Hơn nữa nếu h là nhúng địa phương thì H cũng là nhúng địa
phương.
1.2.6. Định lý
Cho M là đa tạp phức thế thì metric vi phân Kobayashi FM : T M là
nửa liên tục trên có nghĩa với mọi T M và mọi 0 thế thì tồn tại lân
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên11
http://www.lrc-tnu.edu.vn
cận U của trong T M sao cho:
FM FM với mọi U .
Chứng minh.
Lấy x T M x với x Ox và 0 bất kỳ.
Suy ra tồn tại r 0 và ánh xạ chỉnh hình h : r M sao cho
h 0 x, h ' 0 x và
FM x
Cố định 0 s r sao cho
1
FM x .
r
1
FM x .
s
Bởi bổ đề Royden tồn tại ánh xạ H : s 1
xạ chỉnh hình trong lận cận
m1
M sao cho H là ánh
của Ox và H z ,0,...,0 h z với mọi
z s.
Đặt D s 1
m1
x
z
1 O
, và ta có H O x và H
nên
1
FD
FM x
z1 O s
Do FD liên tục nên tồn tại lân cận V của
trong T D sao cho
z
1 O
FD FD
, V .
z
1 O
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên12
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Vì H là song chỉnh hình quanh O nên chúng ta có thể lấy V sao cho
U H V là lân cận của x
trong T M và ánh xạ
H : V Ulà song
chỉnh hình.
Lấy U bất kì thế thì tồn tại V sao cho H . Suy ra:
FM FM H FD FD
FM x 2
z
1 O
vì vậy FM là nửa liên tục trên tại x Ox .
Để chứng minh FM nửa liên tục trên tại Ox chúng ta cố định W là lân cận
compact tương đối trong M. Lấy bất kỳ metric Hecmit trên lân cận của
W.
Đặt
K = y T M : y W; y 1
Vì K là compact trong T M \ O và FM là nửa liên tục trên K suy ra FM đạt
cực đại A trên K, lấy L A với mọi 0 , đặt:
U= y T M : y W; y
L
thế thì U là lân cận của Ox trong T M , vậy với mọi y U \ O ta có:
y
y
y FM
FM y FM y
y
y
L
A FM Ox .
Suy ra FM nửa liên tục trên tại Ox . Điều phải chứng minh.
1.2.7. Mệnh đề.
Cho M là đa tạp phức và S là tập con giải tích của M với co dim S 2 thế thì
FM \ S FM trên M \ S.
Chứng minh.
Cho f : r M là ánh xạ chỉnh hình bất kỳ với f 0 S .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên13
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Ta chỉ việc chỉ ra với mọi số r ' 0, r tồn tại ánh xạ chỉnh hình
g : r ' M \ S sao cho g ' 0 f ' 0 .
Đặt
M 1 r M , S1 r S
và f1 : z r z , f z M 1 là ánh xạ đồ thị của f.
Theo bổ đề Royden vì f1 là một phép nhúng nên tồn tại nhúng chỉnh hình địa
phương g1 : r ' 1 M1 sao cho g1 r 'O f1 thế thì tập con giải
m
S của r ' 1
1
tích g1
1
m
có đối chiều 2 và không chứa 0.
Đặt
: z, w
i
m
m
1
r ' 2 z, z 2 w i r ' 1 .
r'
Các giá trị chính quy của chỉ là 0 và do đó
codim 1 g1
1
m
Gọi
p 1 g1
1
1
p : r ' 2 2
r'
r'
1
S 2 .
1
m
là phép chiếu tự nhiên thì
S không chứa tập mở khác rỗng nào.
1
m
1
1
Lấy w 0 2 p 1 g1 S 1 O, q : M 1 M là phép chiếu tự
r'
nhiên và đặt
g ; z r ' q g1 z, z 2 w 0 M .
Rõ ràng g r ' S và g ' 0 f ' 0 .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên14
http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.2.8. Định nghĩa
Giả sử X là một không gian phức, x và y là hai điểm tuỳ ý của X. Hol(D,X) là
tập hợp tất cả các ánh xạ chỉnh hình từ D vào X, được trang bị tôpô compact
mở. Xét dãy các điểm p0 = x , p1, ..., pk = y của X, dãy các điểm a0 , a1, ..., ak
của D và dãy các ánh xạ f0, f1, ... , fk trong Hol(D,X) thoả mãn
f i 0 pi 1 , f i ai pi , i 1,..., k .
Tập hợp p0 ,..., pk , a1 ,..., ak , f1 ,..., f k thoả mãn các điều kiện trên được
gọi là một dây chuyền chỉnh hình nối x và y trong X.
k
Ta định nghĩa d X x, y inf D 0, ai , x , y .
α i 1
trong đó x , y là tập tất cả các dây chuyền chỉnh hình nối x và y trong X .
Khi đó d X : X Y là một giả khoảng cách trên X và gọi là giả khoảng
cách Kobayashi trên không gian phức X.
k
Tổng
0, a được gọi là tổng Kobayashi của dây chuyền chỉnh hình .
i 1
D
i
Nếu X không liên thông, ta định nghĩa d X x, y với x, y thuộc các thành
phần liên thông khác nhau.
1.2.9. Định nghĩa
Không gian phức X gọi là không gian hyperbolic (theo nghĩa Kobayashi )
nếu giả khoảng cách Kobayashi dX là khoảng cách trên X, tức là
d X p, q 0 p q p, q X .
1.2.10. Định lý
Giả sử X là đa tạp phức, x, y X . Khi đó
1
d X x, y inf FX
γ
0
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên15
.
t
dt ,
http://www.lrc-tnu.edu.vn
trong đó infimun được lấy theo tất cả các đường cong trơn từng khúc
.
: 0,1 X nối x với y và t / t t .
Chứng minh.
Đặt
1
d x, y inf FX
γ
0
'
X
.
t
dt .
Trước hết ta chứng minh tính chất giảm khoảng cách qua ánh xạ chỉnh hình
của d X' .
Thật vậy, giả sử f : X Y là ánh xạ chỉnh hình giữa các đa tạp phức. Ta
chứng minh
dY' f x , f y d X' x, y với mọi x, y X (1)
Giả sử : 0,1 X là đường cong C từng khúc nối x và y trong X.
Khi đó f : 0,1 Y cũng đường cong C từng khúc nối f(x) và f(y)
trong Y. Từ đó ta nhận được (1).
Mặt khác, từ
FD2 ds 2 ta có
d D' D d D
(2)
Từ đó theo định nghĩa của d X ta suy ra
d X x, y d X' x, y với mọi x, y X .
Để chứng minh chiều ngược lại, ta lấy 0 tuỳ ý. Khi đó có đường cong
C từng khúc : 0,1 X từ x tới y sao cho
1
.
'
F
0 X t dt d X x, y .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên16
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Theo tính chất “Nếu X là đa tạp phức, thì FX là hàm nửa liên tục trên TX.
.
Nếu X là không gian phức hyperbolic đầy thì FX liên tục” thì FX t nửa
.
liên tục tại t trong đó t là liên tục. Từ đó có hàm h :0,1 thoả mãn
với phép chia
0 t0 t1 ... tl 1, (3)
Ta có
.
i) h(t ) FX t 0;
ii) h
t j 1 ,t j
,1 j l là các hạn chế của các hàm liên tục xác định trên các
lân cận của t j 1 , t j ;
1
1
.
'
iii) FX t dt h t dt d X x, y .
0
0
1
Do tích phân
h t dt là tích phân Rieman nên tồn tại 0 sao cho với mỗi
0
phép chia 0 s0 s1 ... sk 1 mà
max s j - s j-1 ;1 j k .
Và với mỗi p j [0,1] ; 1 j k mà p j s j thì ta có
h p s
k
j 1
j
j
s j 1 d X' x, y . (4)
.
Lấy tuỳ ý điểm p t j 1 , t j ,1 j l . Trước hết giả sử rằng p O p .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên17
http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Xem thêm -