¿Un factor de inmersión a través de una incrustación?

Estaba leyendo estas notas sobre subvariedades. El primer teorema probado es este:

Teorema : Sea F : METRO 1 METRO 2 ser un morfismo de variedades suaves de dimensiones norte 1 , norte 2 . Dejar pag METRO 1 , y supongamos el rango de la derivada de F en pag (es decir, para cualquier gráfico ( tu , ϕ ) de pag y ( V , ψ ) de F ( pag ) , el rango de la derivada de ψ F ϕ 1 : tu V en ϕ ( pag ) ) es localmente constante e igual a k . Entonces existen gráficos ( tu , ϕ ) de pag y ( V , ψ ) de F ( pag ) tal que para todos X = ( X 1 , . . . , X norte 1 ) ϕ tu , tenemos

ψ F ϕ 1 ( X ) = ( X 1 , . . . , X k , 0 , . . . , 0 )

Este teorema pretende motivar las siguientes definiciones:

Dejar F : METRO norte ser un morfismo suave de rango constante en todas partes (rango definido arriba). Suponga que el rango es igual a la dimensión de METRO (En particular, oscuro  METRO oscuro  norte ). Entonces decimos que F es una inmersión . Nosotros decimos eso F es una incrustación si F es una inmersión y es un homeomorfismo sobre su imagen.

Creo que entiendo lo que es una incrustación. Otra forma de decir esto es que hay un subconjunto X de norte , una estructura múltiple lisa en X en la topología del subespacio, tal que el mapa de inclusión X norte es suave y el rango de la derivada en cualquier punto de X es constante e igual a la dimensión de X . Entonces una incrustación sería una variedad norte junto con un difeomorfismo norte X .

Me siento menos cómodo con la idea de una inmersión. ¿Cuál es la intuición detrás de una inmersión? Si F : METRO norte es una inmersión, ¿hay una estructura subvariedad que podamos colocar en la imagen? F ( METRO ) ?

Respuestas (1)

En general, la imagen de una inmersión no es una subvariedad. Por ejemplo, deja METRO sea ​​la unión disjunta de dos líneas, y sea norte ser el avión real. Entonces el subconjunto { X y = 0 } norte es la imagen de una inmersión METRO norte .

Sin embargo, las inmersiones todavía tienen propiedades "buenas" que las distinguen de los mapas suaves generales. Aquí hay dos ejemplos de tales propiedades:

I) Toda inmersión es un empotramiento local. es decir, si F : METRO norte es una inmersión y pag METRO , entonces pag tiene un barrio tu tal que F | tu es una incrustación. Esto es una consecuencia del teorema de la función inversa.

II) Una inmersión F : METRO norte se puede utilizar para definir una estructura extra en METRO . Si, por ejemplo, norte está equipado con una métrica de Riemann gramo , entonces el retroceso F gramo es una métrica de Riemann en METRO .

¿Algún comentario sobre subvariedades sumergidas?