diff --git a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda/main.pdf b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda/main.pdf index f3537e0..40d20f9 100644 Binary files a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda/main.pdf and b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda/main.pdf differ diff --git a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda/sections/4-varieta-e-teoria-del-grado.tex b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda/sections/4-varieta-e-teoria-del-grado.tex index 085b6a0..6efdb93 100644 --- a/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda/sections/4-varieta-e-teoria-del-grado.tex +++ b/Corsi/Geometria e topologia differenziale/Scheda/sections/4-varieta-e-teoria-del-grado.tex @@ -2391,7 +2391,7 @@ \subsection{Teorema di Poincaré-Hopf} - \begin{theorem}[Poincaré-Hopf] + \begin{theorem}[Poincaré-Hopf] \label{thm:poincare_hopf} Sia $M$ una varietà compatta con bordo, eventualmente vuoto. Se $v : M \to \RR^k$ è un campo vettoriale tangente con zeri isolati e $\restr{v}{\partial M}$ è esterno in ogni punto @@ -2412,6 +2412,43 @@ \end{corollary} \begin{proof} - ... + Consideriamo il campo vettoriale tangente: + \[ + v : S^m \to \RR^{m+1}, \quad v(x) = \pi_{x^\perp}(N) = N - (N \cdot x) x, + \] + dove $N = e_{m+1} \in S^m$. Osserviamo che $v$ si annulla solamente in $\pm N$. + Consideriamo le parametrizzazioni locali $g_\pm : U \to \RR^m \times \RR$ di $\pm N$, dove: + \[ + g_\pm(u) = (u, \pm \sqrt{1 - u \cdot u}), \quad U = B_1(0) \subseteq \RR^m. + \] + Osserviamo che: + \[ + \pd{}{u_i} \sqrt{1 - u \cdot u} = - \frac{u_i}{\sqrt{1 - u \cdot u}}, + \] + da cui si deduce che: + \[ + J g_\pm = \begin{pmatrix} + I \\ + \mp \frac{u}{\sqrt{1 - u \cdot u}} + \end{pmatrix}. + \] + Posto $\xi_\pm(u) \defeq \mp \sqrt{1 - u \cdot u} \, u$, si osserva che: + \[ + (\dif g_\pm)_u(\xi_\pm(u)) = J (g_\pm)_u \, \xi_\pm(u) = v(g(u)). + \] + Quindi $\ind(v, \pm N) = \ind(\xi_\pm, 0)$. Osserviamo che $\xi_\pm$ si può + riscalare per essere $\id_{S^{m-1}}$ nel caso positivo e la mappa + antipodale nel caso negativo. \smallskip + + Per il Teorema \ref{thm:poincare_hopf} e il Lemma \ref{lem:grado_antipodale}, allora si ha: + \[ + \begin{split} + \chi(S^m) = \ind(v, N) + \ind(v, -N) = \hspace{2cm} \\ + \hspace{2cm} 1 + (-1)^m = \begin{cases} + 0 & \text{se $m$ è dispari}, \\ + 2 & \text{se $m$ è pari}. + \end{cases} + \end{split} + \] \end{proof} \end{multicols*}