五维球面间λ2-特征映射的不存在性

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两个流形之间的调和映射在上个世纪末是一个比较热的研究课题,调和映射是测地线和极小子流形概念的推广。特别地,对于源流形和象流形都是球面的情形,它们的研究也自然是有意义的。在本文中,我证明了不存在满的二阶调和映射f:S5→S5,其中S5是指6维欧氏空间中的5维单位球面。二阶调和映射也叫λ2-特征映射。先假设上述特征映射存在,然后在此假设下,采用正交变换和比较系数的方法进行有关计算并推出矛盾。在一些高维的球面间,关于其对应λ2-特征映射的研究已经有了很多结果,而低维球面间的特征映射仍然有很多问题未解决。贺慧霞等人证明了λ2-特征映射f:S2n-4→Sn如果存在,则n=4,8;还证明了λ2-特征映射f:S2n-5→Sn(n≥6)如果存在,当且仅当n=6,8,9,10。关于同维数球面间的特征映射问题,当n=1,4,7,13,25时,λ2-特征映射f:Sn→Sn的存在性是已知的。唐梓洲教授曾猜测同维球面间存在λ2-特征映射,当且仅当n=1,4,7,13,25。n=1,4时,映射具有刚性,即在等价意义下,这些映射是唯一的,其中n=1时的存在唯一性是平凡的,n=4的情形已由贺慧霞等人证明。n=7时,是由吴发恩和赵新暖证明的,此时不具有刚性。所以在本文将研究λ2-特征映射f:S5→S5的存在性问题。受吴发恩教授证明λ2-特征映射f:S4→Sn(n=5,6)不存在性的启发,先假设存在上述特征映射,即λ2-特征映射f:S5→S5,然后在此假设下,利用前人结果,将原问题转化成扩张映射F:R6→R6来研究。针对该问题,对映射依次采用降维的方法,即利用正交变换和二次型标准形理论将6维欧氏空间间的映射降为5维空间间的映射,又进一步将所得5维映射转化为三个向量函数的和,由其中一个向量函数衍生出一组新的向量函数,得到了这组新的向量函数的性质。由这些性质和比较系数法,得到很多恒等式。分析这些恒等式,导出矛盾,从而完成结论的证明。
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