4维De Sitter和Minkowski空间中的平稳曲面

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在这篇论文中,我们主要进行三方面的研究:首先是4维deSitter空间S14中的类空零平均曲率曲面的稳定性;其次是4维deSitter空间S14中的具有零Gauss-Kronecker曲率的极大超曲面的构造及其反问题;最后是Minkowski空间R1n中的类空零平均曲率曲面的一些性质. 在第一章中,我们主要研究4维deSitter空间S14中的平稳曲面(即类空零平均曲率曲面)的稳定性问题并得到了如下结果:定理1.3.1设ψ∶M2→S14是紧致可定向具有高斯曲率K的平稳曲面,且存在一个类时法向量场X使得dX平行于ψ.如果spec(△)∩(2,4-2infK)=φ,那么ψ是平均迷向稳定的. 定理1.3.2设ψ∶M2→S14是可定向的平稳曲面.如果ψ存在一个类光法向量场X使得dX平行于ψ,则下面的结论成立:1)如果2(∈)spec(△),那么ψ是平均迷向稳定的;2)如果2∈spec(△),那么ψ是平均迷向稳定的当且仅当ψ是全测地的.作为定理1.3.1的直接推论我们得知:推论1.3.53维单位球面S3中的极小曲面,Clifford环面T2和大圆S2视为4维deSitter空间S14中的平稳曲面是平均迷向稳定的.在第二章中,我们构造了deSitter空间S14中的一类具有零Gauss-Kronecker曲率的极大超曲面,它们是4维双曲空间H4中一类极小浸入曲面ξ∶V→H4的“PolarMap”像.然后我们考虑其反问题:给定deSitter空间S14中的一个具有零Gauss-Kronecker曲率的极大超曲面M3,是否存在一个极小浸入曲面ξ∶V→H4使得M3是ξ的“PolarMap”像?我们的结论是:定理2.3.4设f∶M3→S14是极大超曲面且具有零Gauss-Kronecker曲率,其第二基本形式的长度平方S>0.如果M3的对应于零主曲率的主方向是完备的,那么f(M3)是一个极小浸入曲面ξ∶V→H4的“PolarMap”像.在第三章中,我们将欧氏空间Rn中的极小曲面与Minkowski空间R1n中的平稳曲面进行类比,并且得到了如下的结论:定理3.2.1设x∶M2→R1n是可定向的平稳曲面,M2是其高斯映射像.那么以下结论成立:1)下述论断互相等价:i)x含于R1n的一个低维子空间内;ii)x是1,-1或-2可分解的曲面;iii)x的高斯映射退化,且M2包含在一个实超平面内.2)当x不含于R1n的一个低维子空间内时,则下述论断互相等价:i)x是2可分解的曲面;ii)x的高斯映射退化,且M2包含在一个切超平面内.众所周知,欧氏空间Rn中非平坦极小曲面的高斯曲率K都是非正的,并且它的零点至多是孤立的.然而,在Minkowski空间R1n中此结论不真(见例子3.2.4).本文得到了一个充分条件:定理3.2.3设L4(c)(c≥0)是4维Lorentz空间形式,x∶M2→L4(c)是一平稳曲面.如果x的高斯映射是实退化的,那么下面的结论成立:1)x存在整体定义的平行法标架场,因而法丛平坦;2)若x的高斯曲率K(≡)c,则K=c的点是孤立的.定理3.2.6设x∶M2→R14是完备可定向的平稳曲面.若x的高斯映射是类光退化的,则x是平均迷向稳定的.在§3.3中,我们增加了一个适当的条件解决了在文献[18]中遗留的Minkowski空间R1n(n≥4)中的一个Bernstein型问题:定理3.3.1设x∶M2→R1n(n≥4)是完备可定向的平稳曲面.如果i)x的所有类空法向量漏掉某个类空方向w的一个小邻域;ii)x的法丛包含一个满足〈a,w〉≠0的类光常向量a,那么x(M2)一定是平面.
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