Изучение геометрии касательных расслоений начинается с основополагающей работы [1] Сасаки, опубликованной в 1958 году. Сасаки, используя риманову метрику g, заданную на гладком многообразии X, определяет риманову метрику G на касательном расслоении TX многообразия X. Конструкция Сасаки основана на естественном расщеплении (имеющему место благодаря существованием на римановом многообразии связности Леви-Чивиты) касательного расслоения TTX многообразия TX в прямую сумму вертикального и горизонтального распределений, слои которых изоморфны слоям расслоения TX. Нечетным аналогом касательного расслоения является распределение D почти контактной метрической структуры (![]()
, ![]()
, ![]()
, g). Также как и расслоение TTX, касательное расслоение TD, благодаря заданию связности над распределением [2] (а затем, и N-продолженной связности – связности в векторном расслоении (X,D)), расщепляется в прямую сумму вертикального и горизонтального распределений. Как показано в [2, 3], на многообразии D, тем самым, естественным образом определяется почти контактная метрическая структура, позволяющая, например, придать инвариантный характер аналитическому описанию механики со связями. В работе [3] на многообразии D определяется геодезическая пульверизация связности над распределением, являющаяся аналогом геодезической пульверизации, заданной на пространстве касательного расслоения TX и имеющая ясную физическую интерпретацию: проекции интегральных кривых геодезической пульверизации связности над распределением совпадают с допустимыми геодезическими (траекториями движения механической системы со связями). Предлагаемая работа посвящена развитию идеи обобщения конструкции Сасаки [1] на случай нечетной размерности.
Кручение внутренней линейной связности [4] S по определению полагается равным
Таким образом, в адаптированных координатах мы имеем
Так же как и связность в объемлющем пространстве, внутренняя линейная связность может быть определена заданием горизонтального распределения над пространством некоторого векторного расслоения. В случае внутренней связности в качестве такого расслоения выступает распределение D. Говорят, что над распределением D задана связность, если распределение ![]()
), где ![]()
разбивается в прямую сумму вида
,
где
– вертикальное распределение на тотальном пространстве D.
В работе [2] было введено понятие продолженной связности. Продолженная связность всегда рассматривается относительно некоторой связности над распределением и определяется разложением TD = ![]()
VD, где HD
![]()
. Как следует из определения продолженной связности, для ее задания достаточно задать векторное поле ![]()
на многообразии D, имеющее следующее координатное представление ![]()
где эндоморфизм ![]()
может быть выбран произвольно. Будем называть кручением продолженной связности кручение исходной внутренней связности. В дальнейшем продолженную связность будем называть N-продолженной связностью.
Теорема. Существует N-продолженная метрическая связность, однозначно определяемая следующими условиями:
1. ![]()
(свойство метричности),
2. ![]()
- ![]()
- p[![]()
, ![]()
]=![]()
(отсутствие кручения),
3. N – симметрический оператор, такой, что
где ![]()
- сечения распределения D, ![]()
:![]()
- проектор.
Доказательство. Первые два условия теоремы однозначно определяют внутреннюю метрическую связность [7]. Альтернируя вторую ковариантную производную, получаем: ![]()
.
Сравнивая полученный результат с (8), находим явное выражение для эндоморфизма N:
![]()
. Если
, то полагаем N=0. Тем самым теорема доказана.
Библиографический список
- Sasaki S. On the differential geometry of tangent bundles of Riemannian manifolds // Tohoku Math. J. 1958. Vol. 10. P. 338-354.
- Букушева А.В., Галаев С.В. Почти контактные метрические структуры, определяемые связностью над распределением с допустимой финслеровой метрикой // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. 2012. Т. 12. Сер. Математика. Механика. Информатика. Вып. 3. С. 17-22.
- Букушева А.В., Галаев С.В. Связности над распределением и геодезические пульверизации // Известия высших учебных заведений. Математика. 2013. №4. С. 1-9.
- Галаев С.В. Внутренняя геометрия метрических почти контактных многообразий // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. 2012. Т. 12. Сер. Математика. Механика. Информатика. Вып. 1. С. 16-22.
