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最近,Lp-pinching问题已经成为研究微分几何的一个重要的新课题,它主要研究流形在Lp-pinching条件下的几何结构和拓扑结构.
J.Simons,H.B.Lawson,S.S.Chern,M.doCarmo,O.S.Kobayashi曾证明了下述著名刚性定理:
设Mn为n+p维单位球面Sn+p(1)中的n维可定向的紧致极小子流形,S为Mn的第二基本形式模长的平方.若S≤n/2-1/p,则S≡0,即Mn是全测地子流形;或S≡n/2-1/p.且满足S≡n/2-1/p的n维极小子流形只有下面两种:
1.S4(1)中Veronese曲面,这时n=p=2.
2.Sn+1(1)中Clifford超曲面.
之后,文献[4],[9],[14]等改进和发展了上述结果.当外围空间为双曲空间时,Xu-Xiang-Gu得到下述结果:
设Mn是双曲空间Hn+p(-1)中完备的平行平均曲率子流形,H和S分别为Mn的平均曲率和第二基本形式模长的平方.若S≤C(n,p,H),且supMS<α(n,H),这里H>1,则M是全脐球面Sn(1/√H2-1).pinching常数为:C(n,p,H)={α(n,H),若n≥3或p≤2,1/3(10H2-4),若n=2且p≥3.α(n,H)=-n+n3/2(n-1)H2-n(n-2)/2(n-1)√n2H4-4(n-1)H2.H.W.Xu,J.R.Gu和M.Y.He研究了曲率为-1的双曲空间Hn+p(-1)中完备平行平均曲率子流形的Ln/2-pinching问题,获的以下结果:
设Mn为n+p维双曲空间Hn+p(-1)中n维完备的平行平均曲率子流形.H和S分别为Mn的平均曲率和第二基本形式模长的平方,H>1.如果∫M(S-nH2)n/2<C(n,H),C(n,H)是一个与n,H有关的正常数,那么S≡nH2.即M为全脐球面Sn(1/√H2-1).
本文将上述定理中的外围空间Hn+p(-1)推广为负pinched黎曼流形,证明了下述定理
定理.设Mn(n≥3)为n+p维完备单连通黎曼流形Nn+p中n维紧致可定向的平行平均曲率子流形,H和S分别为Mn的平均曲率和第二基本形式模长的平方,且H>1.Nn+p的截曲率满足-1≤KN≤δ0(n,p,H).设(H)是复合等距浸入Mn→Nn+p→Rl的相对平均曲率,且满足(H)≤H0.若‖S-nH2‖n/2≤C(n,p,δ,H,H0),‖S-nH2‖n/n-2≥(1+δ)α(n,p)vol(M),则Nn+p整体等距于Hn+p(-1),且Mn为n维全脐球面Sn(1/√H2-1).这里δ:=supKN,vol(M)是流形M的体积,δ0(n,p,H)为与n,p,H有关的非正的常数,α(n,p)为与n,p有关的正常数,C(n,p,δ,H,H0)为与n,p,δ,H,H0有关且具体给定的正常数.
特别地,当δ=-1时,立即得到下述推论.设Mn(n≥3)为Hn+p(-1)中n维紧致可定向的平行平均曲率子流形.若∫M(S-nH2)n/2<C(n),这里C(n)是一个仅与n有关的正常数,则M必为全脐球面.