Введение
Почти контактные многообразия с Би-метрикой исследовались в работах [25-36]. В работе [25] предложена классификация таких многообразий в соответствии со свойствами специально определенного для этой цели тензора типа (0, 3). Многообразия, входящие во все 11 классов классификации называются косимплектическими Би-метрическими многообразиями. В настоящей работе на распределении D почти контактного Би-метрического многообразия M как на тотальном пространстве векторного расслоения
определяется почти контактная структура с Би-метрикой, называемая продолженной структурой. Находятся выражения для коэффициентов соответствующей связности Леви-Чивита, что позволяет выразить значения тензора F через значения геометрических инвариантов исходного многообразия M. Основным результатом работы является теорема, утверждающая, что продолженная структура определяет на многообразии D структуру косимплектического Би-метрического многообразия тогда и только тогда, когда распределение D многообразия M является распределением нулевой кривизны, а векторное поле
— киллинговым векторным полем.
Почти контактная структура с Би-метрикой
Пусть M — гладкое многообразие нечетной размерности n=2m+1,
, с заданной на нем почти контактной структурой
, где
— тензор типа (1,1), называемый структурным эндоморфизмом,
и
— вектор и ковектор, называемые, соответственно, структурным вектором и контактной формой такие, что
. (1) При этом
, где
. Почти контактная структура называется контактной, если
. Многообразие, наделенное (почти) контактной структурой, будем называть (почти) контактным многообразием. Гладкое распределение
называется распределением почти контактной структуры. Эндоморфизм
в работе будет называться допустимой почти комплексной структурой.
Если почти контактная структура
согласована с псевдо-римановой метрикой g таким образом, что
, (2)
где
,
— модуль векторных полей на многообразии M, то структура
называется почти контактной структурой с Би-метрикой, а многообразие M — почти контактным многообразием с Би-метрикой. Из (1), (2) следует, что
,
,
,
.
Тензорное поле
, где
— связность Леви-Чивита, введено и названо в работе [25] фундаментальным тензорным полем. В зависимости от строения поля F выделяются 11 классов почти контактных структур с Би-метрикой. Структуры, для которых выполняется условие
, принадлежат каждому из одиннадцати классов и определяют класс косимплектических Би-метрических многообразий.
Карту 

многообразия M будем называть адаптированной к распределению
, если
[1-3]. Пусть
— проектор, определяемый разложением
, и
— адаптированная карта. Векторные поля
линейно независимы и в области определения соответствующей карты порождают распределение D:
. Таким образом, мы имеем на многообразии M неголономное поле базисов
и соответствующее ему поле кобазисов
. Непосредственно проверяется, что
. Адаптированным будем называть также базис
, как базис, определяемый адаптированной картой. Имеет место равенство
.
Пусть
и
— адаптированные карты, тогда получаем следующие формулы преобразования координат:
,
.
Тензорное поле t типа (p,q), заданное на почти контактном метрическом многообразии, назовем допустимым (к распределению D), если t обращается в нуль каждый раз, когда среди его аргументов встречаются
или
. Координатное представление допустимого тензорного поля в адаптированной карте имеет вид:
.
Продолженные почти контактные структуры с Би-метрикой
Пусть M — гладкое многообразие с заданной на нем почти контактной структурой
с Би-метрикой g. Распределение D является гладким многообразием размерности 4m+1 [14]. Пусть, далее,
коэффициенты внутренней связности
[1-24].
Внутренней линейной связностью
на многообразии с почти контактной метрической структурой называется отображение
,
удовлетворяющее следующим условиям:
;
,
,
где
— модуль допустимых векторных полей (векторных полей, в каждой точке принадлежащих распределению D).
Внутренняя связность определяет дифференцирования допустимых тензорных полей. Так, например, для допустимой почти комплексной структуры выполняется равенство
,
.
Коэффициенты внутренней линейной связности определяются из соотношения
. Из равенства
, где
, обычным образом следует формула преобразования для коэффициентов внутренней связности:
.
Кручением внутренней связности назовем допустимое тензорное поле
,
.
Внутреннюю связность будем называть симметричной, если ее кручение равно нулю. В случае симметричности внутренней связности в адаптированных координатах получаем:
, или,
.
Векторные поля
, (i,j,k=1,...,4m+1) определяют на D неголономное (адаптированное) поле базисов, а формы
— соответствующее поле кобазисов. Проводя необходимые вычисления, получаем следующие структурные уравнения:
,
,
,
где
— компоненты тензора Схоутена в адаптированных координатах [13-24].
Тензор Схоутена является допустимым тензорным полем и определяется равенством
,
где Q=I-P. Тензор Схоутена будем называть тензором кривизны внутренней связности. Координатное представление тензора Схоутена в адаптированных координатах имеет вид:
.
Имеет место
Предложение 1
Пусть
— внутренняя связность с тензором кривизны Схоутена
. Тогда для всех
и
имеют место следующие равенства
, (3)
, (4)
, (5)
. (6)
Определим на многообразии D почти контактную структуру
, полагая
,
. Определим, далее, на многообразии M метрику
, подчиняющуюся равенствам:
,
.
Имеют место следующие предложения.
Предложение 2
Структура
является почти контактной структурой с Би-метрикой.
Доказательство. В соответствии с определением тензоров J,
получаем:
;
,
где
.
Предложение 3
Пусть
— связность Леви-Чивита, тогда выполняются равенства:
,
.
Доказательство предложения 3 основано на использовании равенств (3)-(6), а также выражения для коэффициентов
связности
:
,
где
,
,
,
.
Координатное представление коэффициентов
для разных значений индексов имеет следующий вид:
,
,
,
,
,
,
.
Теорема
Распределение D косимплектического Би-метрического многообразия M со структурой
является косимплектическим Би-метрическим многообразием тогда и только тогда, когда выполняются следующие условия:
- Распределение D многообразия M имеет нулевую кривизну;
-
— киллингово векторное поле на многообразии M.
Доказательство. Второе условие означает обращение в нуль тензора Схоутена. Найдем условия, при которых выполняется равенство
, где
. Имеем:
-
; -
,
где
.
Что и доказывает теорему.