Lexikon der Mathematik: Untermannigfaltigkeit einer differenzierbaren Mannigfaltigkeit
eine Teilmenge N ⊂ M einer differenzierbaren Mannigfaltigkeit M, die sich in einer genügend kleinen Umgebung \({\mathcal{V}}\) eines jeden ihrer Punkte P ∈ N in geeigneten lokalen Koordinaten x1, …,xn durch die l linearen Gleichungen
Das bedeutet, daß für alle P ∈ N eine Umgebung \({\mathcal{V}}\subset M\) und n auf \({\mathcal{V}}\) definierte differenzierbare Funktionen x1, …,xn so gewählt werden können, daß
Die Klasse der Untermannigfaltigkeiten besteht aus Teilmengen, die hinsichtlich lokaler topologischer Eigenschaften einfachste Struktur haben, vergleichbar mit der von k-dimensionalen linearen Unterräumen des ℝn. Man nennt die so definierten Untermannigfaltigkeiten auch eingebettet, um sie vom allgemeineren Begriff der immergierten Untermannigfaltigkeit zu unterscheiden.
Zur Definition des Begriffs der immergierten Untermannigfaltigkeit geht man von zwei beliebigen Mannigfaltigkeiten M und N aus, von denen keine eine Teilmenge der jeweils anderen sein muß. Statt einer Inklusionsbeziehung setzt man die Existenz einer injektiven Immersion φ : N → M voraus. Das ist eine injektive differenzierbare Abbildung, deren Differential
Umgekehrt ist eine immergierte Untermannigfaltigkeit im allgemeinen keine eingebettete. Als Gegenbeispiele kann man reguläre Kurven α : ℝ → ℝ3 anführen, deren Bildmenge α(ℝ) eine dichte Teilmenge des zweidimensionalen Torus ist. Jedoch folgt aus dem Satz über implizite Funktionen, daß jeder Punkt P ∈ N eine Umgebung \({\mathcal{U}}\) besitzt derart, daß \(\phi ({\mathcal{U}})\) eine eingebettete Untermanngfaltigkeit ist.
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