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在本文中,我们研究了完备黎曼流形上的曲率流的一些几何性质,同时,也给出了它们的一些应用。
在微分几何中,在一定的曲率条件下,了解给定的流形的拓扑是一个重要的问题。八十年代为解决Poincaré猜想和Thurston几何化猜测,Hamilton引进了一个重要的工具:Ricci流。近年来Ricci流理论已经成为几何分析的核心的课题之一,而Ricci流理论中的一个关键的问题是怎样了解奇点的结构。为此,Hamilton将紧流形上的Ricci流方程的解的奇点分成两类,分别称为第一类奇点和第二类奇点。对于第一类奇点,人们已经有了很好的认识,而对于第二类奇点,已知的结果是非常少的,人们甚至不知道它是否存在。关于这个问题,Hamilton猜测第二类奇点是存在的,并且曾经在文章[43]中描述过它的实现过程,在Ben Chow,Peng Lu和Lei Ni的关于Ricci流的书中[28](见第XXV页),该问题被称为一个公开的问题。本文的第一个结果是解决了这个公开的问题,证实了Hamilton的猜测,证明了紧流形上第二类奇点的存在性。定理0.1 对每个n≥2,在Sn+1中存在径向对称的度量,使得以这些度量为初值的Ricci流方程{(а)gij/(а)t=-2Rij,gij(0)=(g)ij.
的解将发生第二类奇点。本文的第二个结果是证明在一定条件下,如果流形的Ricci曲率的特征值在每点都相互接近,那么该流形是紧致的。定理0.2 设Mn(n≥3)是一个完备的局部共形平坦的黎曼流形,具有有界和正的数量曲率。假设Mn具有非负截面曲率,并且满足Rij≥εRgij,其中ε>0,那么Mn是紧致的。
上述的结果可以看作是经典的Bonnet—Myers定理的一个类似的结果。
本文的第三部分是给出了广义Frankel猜想的一个简短的且完全分析的证明,并进行了推广,从而得到了在非负正交的全纯双截曲率条件下的K(a)hler流形的完全分类。
定理0.3 设(Mn,h)是一n维(n≥2)的紧K(a)hler流形,具有非负的正交的全纯双截曲率,((M)n,(h))是其万有覆盖空间。则((M)n,(h))必全纯等距于下列流形中其中的一个:
(1)(Ck,h0)×(M1,h1)×…×(Ml,hl)×(CPn1,θ1)×…×(CPnτ,θτ),其中h0表示Ck上的欧氏度量,hi(1≤i≤l)是秩≥2的不可约紧Hermitian对称空间Mi上的相应度量,θj(1≤j≤r)是CPnj上的K(a)hler度量具有非负正交的全纯双截曲率;
(2)(Y,go)×(M1,h1)×…×(Ml,hl)×(CPn1,θ1)×…×(CPnr,θr),其中Y或者是一单连通的黎曼面,高斯曲率在某点为负,或者是一单连通的非紧K(a)hler流形,复维数dim(Y)≥2,具有非负的正交的全纯双截曲率且全纯截面曲率的最小值<0,Mi,CPnj(1≤i≤2,1≤j≤r)和情况(1)中的相同。并且,Mi和CPnj的全纯截面曲率≥-min{Y的全纯截面曲率}>0。