E-school di Arrigo
Amadori
Esercizi risolti
Esercizio : G203
Il k-toro
come spazio quoziente
dove
è il gruppo delle traslazioni intere.
Risoluzione :
L'azione di
su
è data
da :
dove
.
L'azione di
è propriamente discontinua.
Consideriamo lo spazio quoziente
formato dalle classi di equivalenza :
.
Poniamo :
e chiamiamolo k-toro.
Sull'insieme
è possibile costruire una struttura differenziabile tramite l'operatore di
proiezione :
essendo
. Non riportiamo qui la dimostrazione rigorosa di ciò in quanto intuitivamente
evidente.
Mostreremo, invece, sempre a livello intuitivo, il caso
che chiarirà il perché del nome di k-toro dato a questa varietà.
Le classi che si deducono dall'azione di
su
sono
indicabili graficamente nel seguente modo :

Dato un punto
di
, la
classe
è
indicata dalle frecce.
Ovviamente, il quadrato
contiene tutti i rappresentanti di tutte le classi per cui possiamo considerare
ciascun punto del suddetto quadrato come coincidente con la sua classe. "Rappresenteremo" cioè
con il suddetto quadrato.
Graficamente :

(il tratteggio indica che i punti non vengono considerati)
Evidentemente, le classi rappresentate dai punti situati sui lati opposti (così come indicato nel grafico seguente) del quadrato coincidono. Graficamente :

Questo fatto può essere utilizzato per la seguente costruzione :

La varietà
è quindi diffeomorfa al toro ordinario di
di equazione :
.
Salvo errori ed omissioni.
Fine.