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        曲率二次衰減的開(kāi)流形的基本群

        2014-07-01 06:25:58金亞?wèn)|

        金亞?wèn)|,朱 鵬

        (江蘇理工學(xué)院 數(shù)理學(xué)院,江蘇 常州 213001)

        0 引言

        1968年,Milnor猜想對(duì)于一個(gè)完備非緊黎曼流形Mn,若它具有非負(fù)Ricci曲率,則其基本群必是有限生成的[1]。至今,雖然有一些進(jìn)展,但這個(gè)猜想還沒(méi)有得到完全證[2-4]。

        最近,Sormani證明[5]了若Mn的直徑增長(zhǎng)還滿足小的線性增長(zhǎng)條件,則基本群是有限生成。文獻(xiàn)[6],[7]對(duì)文獻(xiàn)[5]中的萬(wàn)有常數(shù)進(jìn)行改進(jìn),得到了相應(yīng)的結(jié)果。張運(yùn)濤和徐栩證明[8]了若Mn的曲率滿足二次衰減條件下,則在Mn滿足小的直徑線性增長(zhǎng)條件下Mn一定具有有限的基本群,我們證明了Mn的曲率在滿足更一般的條件(極小截曲率二次衰減)下,具有相同的結(jié)果。

        本文在極小截曲率二次衰減的條件下推廣了一致割引理,利用這一重要引理證明了此類流形在滿足直徑增長(zhǎng)條件下具有有限的基本群,即

        定理A 設(shè)Mn是一個(gè)完備非緊黎曼流形,其極小截曲率關(guān)于常數(shù)C>0二次衰減,且存在一個(gè)萬(wàn)有常數(shù)C1>0,使得若,則Mn具有有限生成的基本群。

        定理B 設(shè)Mn是一個(gè)完備非緊黎曼流形,其極小截曲率關(guān)于常數(shù)C>0二次衰減,且存在一個(gè)萬(wàn)有常數(shù)C1>0,使得若,則Mn具有有限生成的基本群。

        1 主要引理

        定義1[9]設(shè)0∈Mn為一個(gè)定點(diǎn),Mn被稱作具有關(guān)于常數(shù)C>0二次衰減極小截曲率,如果對(duì)任意的p∈Mn,其極小截曲率Kmino(p)滿足

        為了研究曲率α次衰減的開(kāi)流形的基本群,需要一些引理。

        引理1[5]設(shè)Mn是一個(gè)完備非緊Riemannian流形,其基本群為π1(M,x0)其中x0∈Mn,則存在π1(M,x0)的線性無(wú)關(guān)的生成元的有序集合{g1,g2,g3,…},以及相應(yīng)長(zhǎng)度為dk的極小測(cè)地圈 γk,使得

        下面敘述對(duì)本文兩個(gè)定理的證明起非常重要的引理(一致割引理)。

        引理2 設(shè)Mn為關(guān)于常數(shù)C>0二次衰減極小截曲率的完備非緊Riemannian流形,γ為基點(diǎn)在x0∈Mn,長(zhǎng)度為L(zhǎng)(γ)=D的不可縮測(cè)地圈,滿足下列條件:

        (1)對(duì)于任意基點(diǎn)為x0且同倫與γ的測(cè)地圈σ,均有L(σ)≥D;

        根據(jù)Toponogov比較定理和雙曲幾何中的余弦定理,有,從上面兩式可以得到

        2 定理的證明

        定理A的證明 假設(shè)Mn有無(wú)限生成的基本群π1(M,x0),根據(jù)引理1,存在基本群的生成元序列g(shù)k,基點(diǎn)在x0的極小測(cè)地圈γk滿足引理3的條件,設(shè)dk=L(γk),注意,此時(shí)dk→+∞(k→∞)。

        這與定理A中的條件矛盾。

        定理B的證明 證明方法與定理A的證明相類似,只要定理A的證明的γ變?yōu)闈M足下面等式中的

        [1]Milnor J,A note on curvature and fundamental group[J].Journal of Differential Geometry,1968,2(1):1 -7.

        [2]Cheeger J,Gromoll D,On the structure of completemanifolds of nonnegative curvature[J].Ann.of Math.,1972,96(2):413-443.

        [3]Schoen R,Yau ST,Complete three dimensional manifolds with positive Riccicurvature and scalar curvature[J].Seminar on Differential Geometry,1982,102:209 -228.

        [4]Anderson,Michael T.On the topology of completemanifolds of nonnegative Ricci curvature[J].Topology,1990,29(1):41 -55.

        [5]Sormani C.Nonnegative Ricci curvature,small linear diameter grow th and finite generation of fundamental groups[J].Journal of Differential Geometry,2000,54(3):547 -559.

        [6]XU Sen-lin,WANG Zuo - qin,YANG Fang - yun.On the fundamental Group of open manifolds with nonnegative Ricci curvature[J].Chinese Annals of Mathematics,2003,24(4):469 -474.

        [7]XU Sen - lin,DENG Qin - tao.The fundamental Group of openmanifoldswith nonnegative Ricci curvature[J].Acta Mathematica Sinica,Chinese Series,2006,49(2):353 -356.

        [8]ZHANG Yun - tao,XU Xu.On the fundamental Group of Complete Manifoldswith Lower Quadratic Curvature Decay[J].Acta Mathematica Sinca,Chinese Series,2007,50(5):1 093 -1 098.

        [9]Santos New ton L.Manifolds with asymptotically nonnegativeminimal radial curvature[J].Advances in Geometry,2007,7(3):331-355.

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