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「Morse理論の基礎」
松本 幸夫
■内容紹介
空間の形状とその上の関数のあり方は密接に関連している.Morse理論はそれらの相互関係に関する理論であり,現代幾何学の発展に多大の影響をおよぼした. 本書は有限次元空間上のMorse理論を主題とし,関数の臨界点,Morse関数の概念,多様体のハンドル分解,基本的な例,低次元多様体 への応用など多様体の位相幾何学の研究に不可欠な手段を解説する. 多様体に現実感を得たい読者のためのMorse理論入門書である.
まえがき
理論の概要と目標
第1章 曲面上のMorse理論
§1.1 関数の臨界点
§1.2 Hesse行列
§1.3 Morseの補題
§1.4 曲面上のMorse関数
§1.5 ハンドル分解
(a) p0 の指数が0の場合
(b) p0 の指数が1の場合
(c) p0 の指数が2の場合
(d) ハンドル分解
要 約
演習問題
第2章 一般次元への拡張
§2.1 m 次元多様体
(a) 多様体上の関数と多様体間の写像
(b) 境界のある多様体
(c) 境界のある多様体上の関数と写像
§2.2 Morse関数
(a) m 次元多様体上のMorse関数
(b) m 次元のMorseの補題
(c) Morse関数の存在
§2.3 上向きベクトル場
(a) 接ベクトル
(b) ベクトル場
(c) 上向きベクトル場
§2.4 臨界点の上げ下げ
要 約
演習問題
第3章 ハンドル体
§3.1 多様体のハンドル分解
§3.2 いろいろな例
§3.3 ハンドルを滑らせる
§3.4 ハンドルを消去する
要 約
演習問題
第4章 多様体のホモロジー
§4.1 ホモロジー群
§4.2 Morse不等式
(a) ハンドル体とセル複体
(b) Morse不等式の証明
(c) 複素射影空間CPm のホモロジー群
§4.3 Poincar双対性
(a) コホモロジー群
(b) Poincar双対性の証明
§4.4 交点形式
(a) 部分多様体の交点数
(b) 交点形式
(c) 部分多様体の交点数と交点形式
要 約
演習問題
第5章 低次元多様体
§5.1 基本群
§5.2 閉曲面と3次元多様体
(a) 閉曲面
(b) 3次元多様体
§5.3 4次元多様体
(a) 4次元閉多様体のHeegaard図式
(b) N=D4 の場合
(c) Kirby計算
要 約
演習問題
現代数学への展望
参考文献
参考書
演習問題解答
索 引
松本 幸夫
空間の形状とその上の関数のあり方は密接に関連している.Morse理論はそれらの相互関係に関する理論であり,現代幾何学の発展に多大の影響をおよぼした. 本書は有限次元空間上のMorse理論を主題とし,関数の臨界点,Morse関数の概念,多様体のハンドル分解,基本的な例,低次元多様体 への応用など多様体の位相幾何学の研究に不可欠な手段を解説する. 多様体に現実感を得たい読者のためのMorse理論入門書である.
理論の概要と目標
第1章 曲面上のMorse理論
§1.1 関数の臨界点
§1.2 Hesse行列
§1.3 Morseの補題
§1.4 曲面上のMorse関数
§1.5 ハンドル分解
(a) p0 の指数が0の場合
(b) p0 の指数が1の場合
(c) p0 の指数が2の場合
(d) ハンドル分解
要 約
演習問題
第2章 一般次元への拡張
§2.1 m 次元多様体
(a) 多様体上の関数と多様体間の写像
(b) 境界のある多様体
(c) 境界のある多様体上の関数と写像
§2.2 Morse関数
(a) m 次元多様体上のMorse関数
(b) m 次元のMorseの補題
(c) Morse関数の存在
§2.3 上向きベクトル場
(a) 接ベクトル
(b) ベクトル場
(c) 上向きベクトル場
§2.4 臨界点の上げ下げ
要 約
演習問題
第3章 ハンドル体
§3.1 多様体のハンドル分解
§3.2 いろいろな例
§3.3 ハンドルを滑らせる
§3.4 ハンドルを消去する
要 約
演習問題
第4章 多様体のホモロジー
§4.1 ホモロジー群
§4.2 Morse不等式
(a) ハンドル体とセル複体
(b) Morse不等式の証明
(c) 複素射影空間CPm のホモロジー群
§4.3 Poincar双対性
(a) コホモロジー群
(b) Poincar双対性の証明
§4.4 交点形式
(a) 部分多様体の交点数
(b) 交点形式
(c) 部分多様体の交点数と交点形式
要 約
演習問題
第5章 低次元多様体
§5.1 基本群
§5.2 閉曲面と3次元多様体
(a) 閉曲面
(b) 3次元多様体
§5.3 4次元多様体
(a) 4次元閉多様体のHeegaard図式
(b) N=D4 の場合
(c) Kirby計算
要 約
演習問題
現代数学への展望
参考文献
参考書
演習問題解答
索 引