Autor Tema: Equivalencia de distancia en subvariedades con distancia en la variedad

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21 Agosto, 2024, 03:43 pm
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revisordelmetro

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Me pregunto si existe alguna variedad riemanniana \( (N,h) \) isométricamente encajada vía \( \psi \) en \( (M,g) \), tal que \( dim(N)<dim(M) \) y \( \forall x,y\in \psi(N)\cap M \)

\( d_{h}(x,y)=d_{g}(x,y) \),

es decir en la que la distancia en \( \psi(N) \) como subespacio métrico de \( M \) corresponde con la distancia riemanniana de \( \psi(N) \) como subvariedad riemanniana de \( (M,g) \). ¿Se conoce de alguna condición que deban cumplir?, ¿Tiene este problema que ver con subvariedades totalmente geodésicas?

Saludos!

21 Agosto, 2024, 04:21 pm
Respuesta #1

geómetracat

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Sí, claro, por ejemplo cualquier plano visto como subvariedad de \( \Bbb R^3 \) cumple eso.

Más en general, como muy bien apuntas, bajo condiciones razonables (por ejemplo, si las variedades son geodésicamente completas y las geodésicas son únicas) las subvariedades que cumplen eso son las totalmente geodésicas.

No sé cuáles son las condiciones más generales en las que esto funciona, tendría que pensarlo mejor.

En general, no obstante, puedes tener subvariedades totalmente geodésicas que no cumplan tu condición. Piensa por ejemplo en una esfera, y como subvariedad un círculo máximo al que le has quitado un pequeño arco. La subvariedad es totalmente geodésica (de hecho es un trozo de geodésica) pero si coges dos puntos cerca de los extremos del pequeño arco que has quitado, en la subvariedad estás forzado a ir por la geodésica larga, y por tanto la distancia es mayor que en la esfera.
La ecuación más bonita de las matemáticas: \( d^2=0 \)

21 Agosto, 2024, 04:53 pm
Respuesta #2

revisordelmetro

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Se me olvidó descartar el caso trivial del plano:(

Sería interesante encontrar condiciones generales. Un saludo

21 Agosto, 2024, 05:30 pm
Respuesta #3

geómetracat

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Se me olvidó descartar el caso trivial del plano:(
Si quieres un caso un poco menos trivial (aunque en el fondo similar), por ejemplo \( S^2 \) vista como el ecuador de \( S^3 \) también lo cumple.

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Sería interesante encontrar condiciones generales. Un saludo
De acuerdo, buscaré a ver si encuentro algo. De todas maneras pensando un poco más, en la línea de lo que dije antes, unas condiciones suficientes son: \( N \) es subvariedad totalmente geodésicamente de \( M \), es geodésicamente conexa (cada par de puntos de \( N \) se unen por una geodésica en \( N \)) y cada par de puntos en \( N \) se unen por una única geodésica en \( M \). Pero estás condiciones no son necesarias (p.ej. no se cumple la última en el ejemplo de la esfera).
La ecuación más bonita de las matemáticas: \( d^2=0 \)