嵌入
拓扑与几何
点集拓扑
拓扑上,一个嵌入是一个单射,使得拓扑空间到其像上为同胚。换言之,两个拓扑空间X, Y之间的一个连续单射f: X→Y是一个拓扑嵌入,如果f给出X与f(X)间的同胚(空间f(X)上的拓扑是由Y诱导的子空间拓扑。)凡是连续单射的开映射或闭映射都是拓扑嵌入,不过一个嵌入也可能既非开映射也非闭映射:当其像f(X)不是Y中的开集或闭集时,便发生这种情况。
微分拓扑
在微分拓扑中,令M, N为光滑流形,而f: M→N为光滑映射。则如果f的微分处处皆为单射,则称f为一个浸入。此时的嵌入定义为一个符合拓扑嵌入定义的单射浸入,又称为光滑嵌入。换言之,嵌入是微分同胚于其像,所以嵌入的像必是子流形。浸入是一个局部嵌入,即在每点x∈ ∈ -->M{\displaystyle x\in M},都有邻域U∋ ∋ -->x{\displaystyle U\ni x},使得限制到这邻域上的f|U: : -->U→ → -->N{\displaystyle f|_{U}\colon U\to N}是嵌入。如果M是紧致流形,则M的浸入必是嵌入。
光滑嵌入的一个重要情形是在N为Rn{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}时。这情形引起兴趣之处,在于对任何m维流形M,n需多大才保证有从M到Rn{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}的光滑嵌入。惠特尼嵌入定理指n = 2m便足够,而且是最好的上界。例如嵌入一个m维的实射影平面便需要n = 2m。
如果将光滑嵌入的定义中,f为光滑映射的条件放宽为C映射,其中k是正整数,而其余条件不变,则f称为C嵌入。
黎曼几何
在黎曼几何中,设(M,g), (N,h)是黎曼流形,一个等距嵌入是一个光滑嵌入f: M→N,令黎曼度量保持不变,即将h由f拉回等于g,就是g=f∗ ∗ -->(h){\displaystyle g=f^{*}(h)}。更明确言之,对M中任何一点x,及任何两个切向量
都有
度量空间
设X, Y为度量空间,映射f: : -->X→ → -->Y{\displaystyle f\colon X\to Y}是一个拓扑嵌入。如果f和f− − -->1{\displaystyle f^{-1}}(定义在f(X)上)都是利普希茨连续,则称f为双利普希茨嵌入(bi-Lipschitz embedding)。换言之,如果存在常数L≥ ≥ -->1{\displaystyle L\geq 1},使得
则称f为(L-)双利普希茨嵌入。
一个更广义的嵌入是拟对称嵌入(quasisymmetric embedding)。如前设f为拓扑嵌入。f称为(η-)拟对称嵌入,如果存在同胚η η -->: : -->[0,∞ ∞ -->)→ → -->[0,∞ ∞ -->){\displaystyle \eta \colon [0,\infty )\to [0,\infty )}(连续函数)=0且η为严格递增的连续函数),使得X中任何三点x, a, b若满足
其中t > 0,则有
若f是一个L-双利普希茨嵌入,可令η η -->(t)=L2t{\displaystyle \eta (t)=L^{2}t},则f是η-拟对称嵌入。
双利普希茨嵌入的一个相关概念是拟等距嵌入。拟等距嵌入虽名为嵌入,却不一定是嵌入,因其未必是单射。
代数
域论
域论上,从一个域E到另一个域F中的一个嵌入,是一个环同态σ: E → F。因为环同态的核是一个理想,而域的理想只有0及整个域本身,又σ(1)=1,故其核不能为整个域,即知核为0。因此这个环同态必定是单态射,而E和在F中的σ(E)同构。所以可称两个域之间的任何同态为嵌入。
序理论
关于序理论中的嵌入,可参见序嵌入。
参考
Sharpe, R.W., Differential Geometry: Cartan"s Generalization of Klein"s Erlangen Program, Springer-Verlag, New York, 1997, ISBN 0-387-94732-9 .
Warner, F.W., Foundations of Differentiable Manifolds and Lie Groups, Springer-Verlag, New York, 1983, ISBN 0-387-90894-3 .
Heinonen, Juha, Lecture on Analysis on Metric Spaces, Springer-Verlag, New York, 2001, ISBN 0-387-95104-0 .
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