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Loveless (会話 | 投稿記録)
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[[数学]]において、'''主束'''〔principal(しゅそく、英:principal bundle〕bundle)とは、枠束を抽象化した概念である。
ここで枠束〔frame(英:frame bundle〕bundle)とは、[[ファイバー束]]であって、任意の一点上のファイバー(繊維)が、ある[[ベクトル空間]]における並び順の付いた基底全体の集合からなるものである。
主束は、構造群と呼ばれるある与えられた[[群 (数学)|群]] ''G'' により、ファイバーが ''G'' の主等質空間〔principal(英:principal homogeneous space〕(space)(''G'' が自由かつ推移的に作用する集合のこと。''G''-トルソ(英:''G''-torsor〕torsor)ともいう)になるものとして特徴付けられる。
これは、一般枠束におけるベクトル空間の全基底に対する一般線型群の作用を一般化したものである。
 
さらに、'''主 ''G'' 束'''〔principal(しゅ G そく、英:principal G-bundle〕bundle)とは、ファイバー束であって、全てのファイバーが位相群 ''G'' の群の作用により主等質空間になるものをいう。
主 ''G'' 束は、群 ''G'' が束の構造群にもなるという意味で、''G'' 束である。
 
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これらのファイバーを自然に同一視することにより、''M'' 上の主 GL(''n'','''R''') 束を得る。
 
上記例の発展として、リーマン多様体 (''M'',''g'') 上の'''直交枠束'''〔orthogonal(ちょっこうわくそく、英:orthogonal frame bundle〕bundle)または'''正規直交枠束'''〔orthonormal(せいきちょっこうわくそく、英:orthonormal frame bundle〕bundle) O(''M'') がある。
ここで、枠は、リーマン計量 ''g'' に関し正規直交なもののみ取り、構造群は直交群 O(''n'') である。
 
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: <math>\mbox{Sp}(1) \to S(\mathbb{H}^{n+1}) \to \mathbb{HP}^n</math>
ここで ''S''(''V'') は、(ユークリッド計量を有する) ''V'' 内の単位球面とする。
この例のすべての場合は、ホップ束〔Hopf(英:Hopf bundle〕bundle)という。
 
== 自明性および切断 ==
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つまり、''P'' が滑らかな多様体、''G'' がリー群、''μ'' : ''P'' × ''G'' → ''P'' が滑らか、自由かつ固有な右作用であれば、
* ''P''/''G'' は滑らかな多様体である。
* 自然な射影 ''π'' : ''P'' → ''P''/''G'' は滑らかな沈め込み〔submersion〕(英:submersion)である。
* ''P'' は ''P''/''G'' 上の ''G'' 主束である。
 
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* 2''n'' 次元実多様体は、その多様体上の枠束(ファイバーは <math>GL(2n,\mathbb{R})</math>)の構造群 <math>GL(2n,\mathbb{R})</math> が、群 <math>GL(n,\mathbb{C}) \subset GL(2n,\mathbb{R})</math> に縮小できるとき、[[概複素構造]]を有する。
 
* ''n'' 次元多様体は、その枠束が平行化可能〔parallelisable〕(英:parallelisable)、つまり枠即に大域的切断が存在するとき、''n'' 個のベクトル場であって、各点で互いに線型独立であるものが存在する。
 
* ''n'' 次元実多様体は、その枠束の構造群を <math>GL(k,\mathbb{R}) \subset GL(n,\mathbb{R})</math> に縮小できるとき、''k'' 次元超平面の場を有する。
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* スチーンロッド、大口邦雄著(1985)、ファイバー束のトポロジー、吉岡書店
* D.フーズモラー、三村護訳(2002)、ファイバー束、シュプリンガーフェアラーク東京、ISBN 978-4-431-70968-8
* 小林昭七、野水克己(1963、1969) Foundations of differential geometry I, II, Wiley, New York
* 野水克己(1981)、現代微分幾何入門、裳華房、ISBN 978-4-7853-1127-8
 
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