Formas diferenciales como funcionales sobre curvas

Por favor, dame una referencia a un libro o notas de clase donde se estudie lo siguiente.

Dejar METRO sea ​​una superficie de Riemann con límite METRO (pero no necesariamente, cualquier suave norte La variedad bidimensional es suficiente si las siguientes afirmaciones tienen sentido en este caso).

  1. ¿Qué significa para 1 -forma ω en METRO tener γ ω = 0 ( modificación 2 π ) para cualquier lazo cerrado γ ?
  2. Si ω 1 , , ω norte son formas cerradas que forman una base de H 1 ( METRO ) (cohomología de-Rham) entonces hay bucles equivalentes no homotópicamente γ 1 , , γ norte en METRO tal que γ i ω j = d i j . ¿Cómo probar esto? ¿Es posible decir más sobre estos γ 1 , , γ norte ? ¿Tienen alguna interpretación en términos de H 1 ( METRO ) (homología singular)?
  3. Como en 2., si ω 1 , , ω norte son 1-formas cerradas que forman una base de H 1 ( METRO , METRO ) existen bucles no homotópicamente equivalentes γ 1 , , γ norte , no homotópicamente equivalente a cualquier componente de METRO , tal que γ i ω j = d i j . ¿Qué podemos decir sobre estas curvas en comparación con la pregunta 2?
Creo que el libro de do Carmo "Formas y aplicaciones diferenciales" será de ayuda para el problema 1
@HeeKwonLee lamentablemente no he encontrado la respuesta en este libro, ¿sabes la respuesta?
Lo siento, no leí bien la condición.

Respuestas (1)

Con lo que está luchando se llama Poincare Duality para variedades con límite. Si METRO es un compacto orientado norte -variedad dimensional (en su caso, norte = 2 , k = 1 ), la dualidad de Poincaré dice:

H k ( METRO ) H norte k ( METRO , METRO ) , H k ( METRO ) H norte k ( METRO , METRO ) .
En el caso norte = 2 , también tienes la dualidad de Kronecker
H k ( METRO ) ( H k ( METRO ) ) , H k ( METRO , ) ( H k ( METRO , ) )
(en general, hay que usar coeficientes reales o usar el Teorema de los Coeficientes Universales, que es más sutil). El mejor lugar para leer sobre esto que yo sepa es el libro

R. Bott, L. Tu, "Formas diferenciales en topología algebraica".