diff --git a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/main.pdf b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/main.pdf index 1e378ef..209be5a 100644 Binary files a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/main.pdf and b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/main.pdf differ diff --git a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/0-notazioni.tex b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/0-notazioni.tex index 10f084a..e7b8477 100644 --- a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/0-notazioni.tex +++ b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/0-notazioni.tex @@ -20,6 +20,8 @@ \addcontentsline{toc}{section}{Analisi matematica} \begin{itemize} + \item $f \times g$ -- date due funzioni $f : A \to C$, $g : B \to D$, la funzione $f \times g : (A \times B) \to (C \times D)$ è + definita in modo tale che $(f \times g)(a, b) = (f(a), g(b))$. \item $\restr{f}{A}$ -- restrizione di una funzione $f$ al sottinsieme $A$ del dominio. \item $f_i$ -- nel caso di una funzione $f : \RR^n \to \RR^m$, la proiezione di $f$ sulla $i$-esima coordinata, ovverosia $\pi_i \circ f : \RR^n \to \RR$. diff --git a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/4-varieta-e-teoria-del-grado.tex b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/4-varieta-e-teoria-del-grado.tex index b29e736..0dceb3d 100644 --- a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/4-varieta-e-teoria-del-grado.tex +++ b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda riassuntiva/sections/4-varieta-e-teoria-del-grado.tex @@ -88,6 +88,23 @@ regolari. \end{remark} + \subsection{Prodotto di varietà} + + \begin{proposition}[Prodotto di varietà] + Siano $M \subseteq \RR^k$ e $N \subseteq \RR^\ell$ varietà di dimensione + $m$ e $n$. Allora $M \times N \subseteq \RR^{k+\ell}$ è una varietà + di dimensione $m + n$. \smallskip + + Un atlante per $M \times N$ è $\{(f_i \times g_j, (W_i \times Q_j) \cap (M \times N))\}_{i, j}$, + dove $\{(f_i, W_i \cap M)\}_i$ è un atlante di $M$ + e $\{(g_i, Q_j \cap N)\}_j$ è un atlante di $N$. + \end{proposition} + + \begin{proof} + Segue dal fatto che i prodotti $f_i \times g_j$ sono diffeomorfismi in quanto prodotti + di diffeomorfismi. + \end{proof} + \section{Spazio tangente e differenziale su mappe tra varietà} \subsection{Differenziale su aperti di \texorpdfstring{$\RR^n$}{ℝⁿ}} @@ -193,6 +210,15 @@ dunque iniettiva. \end{proof} + \begin{proposition}[Spazio tangente in un prodotto di varietà] + Siano $M$ e $N$ due varietà di dimensione $m$ e $n$. Allora vale: + \[ + \boxed{T_{(m, n)} (M \times N) \cong \dif \iota^M_{m}(T_m M) \oplus \dif \iota^N_{n}(T_{n} N),} + \] + dove $\iota^M$ è l'immersione di $M$ in $M \times N$ che fissa $n$ nella seconda componente, + e $\iota^N$ è l'immersione di $N$ che fissa $m$ nella prima. + \end{proposition} + \subsection{Differenziale per mappe lisce tra varietà} \begin{remark}[Il differenziale per mappe lisce è ben definito] @@ -373,13 +399,52 @@ in $\RR^m$. \end{definition} - \begin{theorem}[di Sard, per le varietà] Sia $f : M \to N$ una + \begin{theorem}[di Sard, per le varietà] \label{thm:sard} + Sia $f : M \to N$ una mappa liscia tra due varietà. Allora l'insieme dei valori critici $f(\crit(f))$ ha misura nulla in $N$. \end{theorem} + \begin{proof} + Sia $\{(f_i, W_i \cap M)\}_{i \geq 1}$ un atlante numerabile di $M$ e + sia $(g, Z \cap N)$ una carta locale di $N$. Poniamo: + \[ + h_i \defeq g \circ \restr{f}{W_i \cap M} \circ f_i. + \] + A meno di restringere o ignorare $W_i$, possiamo + supporre $f(W_i \cap M) \subseteq Z \cap N$. + \[\begin{tikzcd} + {W_i \cap M} && {Z \cap N} \\ + \\ + U && V + \arrow["{\restr{f}{W_i \cap M}}", from=1-1, to=1-3] + \arrow["{f_i}"', from=1-1, to=3-1] + \arrow["g"', from=1-3, to=3-3] + \arrow["{h_i = g \circ \restr{f}{W_i \cap M} \circ f_i}"', dashed, from=3-1, to=3-3] + \end{tikzcd}\] + Osserviamo che: + \[ + \dif (h_i)_u = \dif g_{f(f_i\inv(u))} \circ \dif f_{f_i\inv(u)} \circ \dif (f_i\inv)_u + \] + Allora, poiché $\dif g_{f(f_i\inv(u))}$ e $\dif (f_i\inv)_u$ sono isomorfismi + ($f_i$ e $g$ sono diffeomorfismi, vd. Proposizione \ref{prop:diffeomorfismo_iso_diff}), + i valori critici di $f$ sono in corrispondenza con quelli degli $h_i$ tramite $g$. \medskip + + Per il Teorema di Sard sugli aperti di $\RR^n$, $g(f(\crit(f) \cap W_i) \cap Z)$ ha allora + misura zero. Allora, $g(f(\crit(f)) \cap Z)$, che è un unione numerabile di insiemi di misura + nulla, ha misura nulla. Quindi $f(\crit(f))$ ha misura nulla per definizione. + \end{proof} + \begin{corollary}[di Brown] Sia $f : M \to N$ una mappa liscia tra due varietà. Allora l'insieme dei valori regolari di $f$ è denso in $N$. \end{corollary} + + \begin{proof} + È sufficiente verificare che in un intorno di un valore critico $y \in N$ ci + sia almeno un valore regolare. Se così \underline{non} fosse, tramite una carta + locale si troverebbe la chiusura di un rettangolo di soli valori critici, il + cui volume è non nullo. Allora $f(\crit(f))$ non avrebbe misura nulla, che + è assurdo per il Teorema \ref{thm:sard}. + \end{proof} \end{multicols*}