山边问题

✍ dations ◷ 2025-07-04 17:45:44 #微分几何,数学问题

山边(Yamabe)问题是微分几何的问题,得名自山边英彦。虽然山边英彦在1960年初宣称得到解答,他的证明中一个关键错误在1968年被尼尔·特鲁丁格发现,而山边英彦已在1960年底逝世。后来陆续由尼尔·特鲁丁格、蒂埃里·奥班、理查德·舍恩研究,山边问题在1984年得到完全解决。

给出维数 n 3 {\displaystyle n\geq 3} 的光滑紧致流形 M {\displaystyle M} 及黎曼度量 g {\displaystyle g} ,是否必然存在共形于 g {\displaystyle g} 的度量 g {\displaystyle g'} ,使得 g {\displaystyle g'} 的数量曲率为常数?换言之, M {\displaystyle M} 上是否存在光滑函数 f {\displaystyle f} ,使得 g = e 2 f g {\displaystyle g'=e^{2f}g} 有常数量曲率?

现已知道确有如此度量,证明使用了微分几何、偏微分方程、泛函分析的技巧。

推广到非紧致流形上的山边问题是:在非紧致的光滑完备黎曼流形 ( M , g ) {\displaystyle (M,g)} ,是否必然存在共形度量 g {\displaystyle g'} ,使数量曲率为常数,且流形仍为完备?这问题的答案为否,Jin Zhiren发现其反例。

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