Погружения окружности в поверхность
С. А. Мелихов Математический институт им. В. А. Стеклова Российской академии наук, г. Москва
Аннотация:
Погружения
$f$ окружности в двумерное многообразие
$M$ расклассифицированы в терминах элементарных инвариантов: четности
$S(f)$ числа двойных точек самотрансверсальной
$C^1$-аппроксимации
$f$
и числа вращения
$T(e\overline f)$ погружения
$e\overline f\colon S^1\to M_f\subset\mathbb R^2$, где
$\overline f$ – поднятие
$f$ в накрытие
$M_f$ поверхности
$M$, соответствующее подгруппе
$\langle[f]\rangle\subset\pi_1(M)$.
А именно, погружения
$f,g\colon S^1\to M$ регулярно гомотопны, если и только если они гомотопны, и если
$M=S^2$ или
$M=\mathbb R P^2$ или нормальное расслоение
$\nu(f)$ неориентируемо, то
$S(f)=S(g)$; если
$M\ne S^2$,
$M\ne \mathbb R P^2$ и
$\nu(f)$,
$\nu(g)$ имеют ориентации
$o$,
$o'$, согласованные относительно гомотопии, то
$T(e_o\overline f)=T(e_{o'}\overline g)$, где
$e_o$ – стандартное вложение ориентированной поверхности
$M_f$ (кольца или плоскости) в
$\mathbb R^2$.
В действительности, для гомотопных погружений
$f$,
$g$ как
$S(f)-S(g)$, так и
$T(e_o\overline f)-T(e_{o'}\overline g)$ сводятся к числу вращения поднятия некоторого нульгомотопного погружения
$f\#g^*$ на универсальное накрытие
$M$.
Выше погружения
$S^1\to M$ гладкие или топологические; приводится теорема сглаживания, показывающая, что это не имеет значения. Также получена классификация погружений графа в
$M$ с точностью до регулярной гомотопии в терминах инвариантов
$S(f)$ и
$T(e_o\overline f)$ погруженных окружностей. Доказательства основаны на h-принципе и несложны.
Библиография: 13 названий.
Ключевые слова:
погружение, число вращения, четность числа двойных точек.
УДК:
515.162.6+
515.163.6+
515.164.6
MSC: Primary
57N35,
57R42; Secondary
57R10 Поступила в редакцию: 03.01.2017 и 04.09.2017
DOI:
10.4213/sm8914