Русская Википедия:Функция Морса

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:3D-Leveltorus.png
Линии уровня у морсовской функции на торе с четырьмя критическими точками

Функция Морсагладкая функция на многообразии, имеющая невырожденные критические точки.

Функции Морса возникают и используются в теории Морса, одном из основных инструментов дифференциальной топологии.

Определение

Пусть <math>W</math> ― гладкое многообразие, край которого <math>\partial W</math> является дизъюнктным объединением (возможно, пустых) многообразий <math>F_0</math> и <math>F_1</math>. Функция Морса триады <math>(W; F_0, F_1)</math> ― такая гладкая класса <math>C^2</math> функция <math>f: W \to [a, b]</math>, <math>-\infty < a, b < +\infty</math> (или <math>f: W \to [a, \infty]</math>) при <math>F_1 = \varnothing</math>, что:

  1. <math>F_0 = f^{-1}(a), F_1 = f^{-1}(b),</math>
  2. все критические точки функции <math>f</math> лежат в <math>W \backslash \partial W = f^{-1}(a, b)</math> и невырождены.

Свойства

  • Если многообразие <math>W</math> конечномерно, то для <math>k \geqslant 2</math> множество функций Морса достигает минимума (глобального) на каждой компоненте связности.
  • В пространстве всех <math>C^k</math>-гладких (<math>k \geqslant 2</math>) функций
    <math>f: (W, F_0, F_1) \to ([a, b], a, b)</math>
множество функций Морса является плотным открытым множеством[1].

Вариации и обобщения

Функции Морса естественно обобщаются на гладкие гильбертовы полные (относительно некоторого метрического тензора) многообразия. При этом требуется дополнительное условие:

  • (условие Пале ― Смейла) на любом замкнутом множестве <math>K \subset W</math>, где функция <math>f</math> ограничена, а нижняя грань функции <math>|df(x)|</math> равна нулю, существует критическая точка функции <math>f</math>.

Это условие автоматически выполняется в конечномерном случае.

В этом случае множество функций Морса не образует открытого множества, но является множеством 2-й категории Бэра

См. также

Примечания

Шаблон:Reflist

  1. V. Guillemin, A. Pollack, Differential topology — Prentice-Hall, New York, NY, 1974.