共轭点

更新时间:2023-12-24 15:29

共轭点是一类特殊的点。指数映射的奇点的像。黎曼流形上两个点的共轭关系是对称的,即:若点 p 是 x 点共轭点,则 x 也是 p 的共轭点。

简介

共轭点是一类特殊的点。指数映射的奇点的像。

设 M 是完被黎曼流形, 指数映射 的奇异点 称为 x 的(切)共轭点。奇异值 称为点 x 沿测地线 共轭点。点 x 的共轭点点集合称为点 x 点共轭轨迹(相应地,有点x 的(切)共轭轨迹)。根据定义, ,使得

若 是点 x 的一个(切)共轭点,则

是 的子空间,其维数称为共轭点 的重数,或称为(切)共轭点 v 点阶。

判断准则

共轭点的判断准则是:是 是点 沿着连接 x 和 p 点测地线γ 的共轭点,当且仅当存当沿γ 定义和非零雅可比场 J,使得 J 在两端 x,p 的值为零。

于是,黎曼流形上两个点的共轭关系是对称的,即:若点 p 是 x 点共轭点,则 x 也是 p 的共轭点。在从 x 引出的测地线γ 上存在点x 的共轭点,破坏了该测地线作为最短线的性质。

确切地说,若在测地线段 的内部含有点 沿γ 的共轭点,则该测地线段不是连结 x 和 的最短测地线。根据共轭点的判断准则,共轭点的存在性与黎曼流形的截面曲率有关。若 M 的截面曲率恒非正,则 M 上任意一点都没有共轭点。若完备黎曼流形 M 的里奇曲率有正的下界,则 M 上任意一点 x 沿着从 x 出发的每一条测地线上都有共轭点。

若完备黎曼流形 M 在点 x 点共轭轨迹是空集,则指数映射 是可微同胚,即 M 可微同胚于欧氏空间 。

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