Sự tồn tại của các mặt cầu nhúng tối thiểu các chức năng cong trong các đa tạp 3 chiều hữu hạn

Mathematische Annalen - Tập 359 - Trang 379-425 - 2014
Ernst Kuwert1, Andrea Mondino2, Johannes Schygulla1
1Mathematisches Institut, Universität Freiburg, Freiburg, Germany
2Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy

Tóm tắt

Chúng tôi nghiên cứu các chức năng cong cho các mặt cầu 2 nhúng trong một đa tạp Riemanniana ba chiều compact $$M$$. Dưới giả thiết rằng độ cong mặt cắt $$K^M$$ là dương tuyệt đối, chúng tôi chứng minh sự tồn tại của một sự nhúng mượt mà $$f:{\mathbb {S}}^2 \rightarrow M$$ tối thiểu hóa tích phân $$L^2$$ của dạng cơ bản thứ hai. Nếu thay vào đó giả định rằng $$K^M \le 2$$ và tồn tại một điểm $$\overline{x} \in M$$ với độ cong vô hướng $$R^M(\overline{x}) > 6$$, chúng tôi thu được một tối thiểu mượt mà $$f:{\mathbb {S}}^2 \rightarrow M$$ cho chức năng $$\int \frac{1}{4}|H|^2+1$$, trong đó $$H$$ là độ cong trung bình.

Từ khóa

#mặt cầu nhúng #đa tạp Riemanniana #độ cong mặt cắt #độ cong vô hướng #dạng cơ bản

Tài liệu tham khảo

Breuning, P.: Immersions with local Lipschitz representation, Ph. D. Thesis, Freiburg (2011) Daniel, B.: Isometric immersions into 3-dimensional homogeneous manifolds. Comment. Math. Helv. 82, 87–131 (2007) Gilbarg, D., Trudinger, N.S.: Elliptic Partial Differential Equations of Second Order. Springer, Berlin (2001) Hutchinson, J.E.: Second fundamental form for varifolds and the existence of surfaces minimizing curvature. Indiana Math. J. 35(1), 45–71 (1986) Kuwert, E., Schätzle, R.: Closed surfaces with bounds on their Willmore energy. Ann. Sc. Norm. Sup. Pisa Cl. Sci. 11(5), 605–634 (2012) Lamm, T., Metzger, J.: Small surfaces of Willmore type in Riemannian manifolds. Int. Math. Res. Notices IMRN 19, 3786–3813 (2010) Lamm, T., Metzger, J., Schulze, F.: Foliations of asymptotically flat manifolds by surfaces of Willmore type. Math. Ann. 350, 1–78 (2011) Langer, J.: A compactness theorem for surfaces with \(L^p\)-bounded second fundamental form. Math. Ann. 270, 223–234 (1985) Mondino, A.: Some results about the existence of critical points for the Willmore functional. Math. Zeit. 266(3), 583–622 (2010) Mondino, A.: The conformal Willmore functional: a perturbative approach. J. Geom. Anal., 1–48 (2011, online first) Mondino, A.: Existence of integral \(m\)-varifolds minimizing \(\int |A|^p\) and \(\int |H|^p, p > m\), in Riemannian manifolds [arXiv:1010.4514] (2010, submitted) Morrey, C.B.: Multiple Integrals in the Calculus of Variations. Springer, New York (1966) Rivière, T.: Variational principles for immersed surfaces with \(L^2\)-bounded second fundamental form [arXiv:1007.2997] (2010) Schygulla, J.: Willmore minimizers with prescribed isoperimetric ratio. Archiv. Ration. Mech. Anal. 203, 901–941 (2011) Simon, L.: Existence of Willmore surfaces, Miniconf. on Geom. and P.D.E. (Canberra, 1985). In: Proc. Centre Math. Anal., vol. 10, Australian Nat. Univ. Canberra, pp. 187–216 (1986) Simon, L.: Existence of surfaces minimizing the Willmore functional. Commun. Anal. Geom. 1(2), 281–325 (1993) Simon, L.: Lectures on geometric measure theory. In: Proc. Centre for Math. Analysis Australian National University, vol. 3, Canberra (1983) Souam, R., Toubiana, E.: Totally umbilic surfaces in homogeneous 3-manifolds. Comment. Math. Helv. 84, 673–704 (2009) Willmore, T.J.: Riemannian Geometry. Oxford Science Publications, Oxford University Press, Oxford (1993)