Введение
Под субримановым многообразием контактного типа понимается гладкое многообразие M размерности n с заданной на нем субримановой структурой
, где:
— 1-форма, порождающая распределениеD:
;
— векторное поле, порождающее оснащение
распределения
:
; g — риманова метрика на многообразии M, относительно которой распределения D и
взаимно ортогональны. Мы также полагаем, что
и
. Используя конструкцию продолжения [2-4, 7, 8, 10, 15-25] почти контактных метрических структур, мы определяем на тотальном пространстве D векторного расслоения
почти контактную структура с Би-метрикой, названную в работе продолженной структурой.
В работе [19] на многообразии с почти контактной метрической структурой
и эндоморфизмом
введено понятие N-продолженной связности
, где
— внутренняя связность. Найден эндоморфизм
, при котором тензор кривизны N-продолженной связности совпадает с тензором кривизны Вагнера. Там же установлено соответствие между множеством N-продолженных связностей и множеством N-связностей. Показано, что класс N-связностей включает в себя связность Танака-Вебстера и связность Схоутена-ван Кампена. Получено равенство, выражающее N-связность через связность Леви-Чивита. В настоящей работе находятся условия, при которых N-продолженная связность, естественным образом определяемая Би-метрической структурой является метрической связностью.
Субримановы многообразия контактного типа
Пусть M — гладкое многообразие размерности n с заданной на нем субримановой структурой
, где
и
1-форма и единичное векторное поле, порождающие, соответственно, ортогональные между собой распределения D и
и связанные соотношением
. Внутренней линейной связностью
[1, 5, 6, 8, 9, 15-25] на субримановом многообразии называется отображение
,
удовлетворяющее следующим условиям:
-
; -
, -
,
где
— модуль допустимых векторных полей (векторных полей, в каждой точке принадлежащих распределению D).
Внутренняя связность определяет дифференцирование допустимых тензорных полей. Вот так, например, определяется производная эндоморфизма
распределения D:
,
.
На протяжении всей работы мы используем адаптированные координаты. Карту 
многообразия M будем называть адаптированной к распределению D, если
. Пусть
— проектор, определяемый разложением
, и
— адаптированная карта. Векторные поля
линейно независимы и в области определения соответствующей карты порождают распределение D:
.
Коэффициенты внутренней линейной связности определяются из соотношения
. Из равенств
, где
, обычным образом следует формула преобразования для коэффициентов внутренней связности:
.
Кручением и кривизной внутренней связности назовем, соответственно, допустимые тензорные поля:
,
,
где
,
. Тензор
носит название тензора кривизны субриманова многообразия. Имеет место
Предложение 1
На субримановом многообразии существует единственная связность
с нулевым кручением, такая, что
.
Назовем связность
внутренней метрической связностью. Коэффициенты внутренней метрической связности находятся по формулам
.
N-продолженные связности
Внутренняя линейная связность может быть определена заданием горизонтального распределения над пространством векторного расслоения
. Будем говорить, что над распределением D задана связность, если распределение
, где
— естественная проекция, раскладывается в прямую сумму вида
, где VD — вертикальное распределение на тотальном пространстве D.
Введем на D структуру гладкого многообразия, поставив в соответствие каждой адаптированной карте
на многообразии M сверхкарту
на многообразии D, где
— координаты допустимого вектора в базисе
. Построенную сверхкарту также будем называть адаптированной. Задание связности над распределением эквивалентно заданию объекта
такого, что
, где
. В случае, когда
,связность над распределением определяется внутренней линейной связностью. N-продолженной связностью называется связность в векторном расслоении
, определяемая разложением
, где
,
, 
,
— вертикальный лифт. Относительно базиса
поле
получает следующее координатное представление:
.
Будем использовать следующее обозначение для N-продолженной связности:
, где
— внутренняя связность. N-продолженную связность назовем метрической, если
— внутренняя симметричная метрическая связность и выполняется равенство
.
Если не оговорено противное, на протяжении всей работы под связностью
будет пониматься внутренняя симметричная метрическая связность.
Векторные поля

определяют на D неголономное (адаптированное) поле базисов, а формы

— соответствующее поле кобазисов. Проводя необходимые вычисления, получаем следующие структурные уравнения:
,
,
![[\vec{\varepsilon}_{a},\,\partial_{n+b}]=\Gamma^{c}_{ab}\partial_{n+c},</p><p> [\vec{\varepsilon}_{a},\,\partial_{n+b}]=\Gamma^{c}_{ab}\partial_{n+c},</p><p>](/math/93832eff7413de073bb4618cea47c0bf.gif)
.
Продолженные почти контактные Би-метрические структуры
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:
,
,
,
.
Если почти контактная структура
согласована с псевдо-римановой метрикой g таким образом, что
,
где
,
— модуль векторных полей на многообразии M, то структура
называется почти контактной структурой с Би-метрикой [29-40], а многообразие M — почти контактным многообразием с Би-метрикой или, Би-метрическим многообразием. Распределение
будем называть распределением Би-метрического многообразия, а распределение
— оснащением распределения D.
Пусть, теперь D — распределение субриманова многообразия контактного типа. Если положить N=0, то теперь уже векторные поля
будут определять на распределении D адаптированное поле базисов, а формы
— соответствующее поле кобазисов. Структурные уравнения, при этом, принят более простой вид:
,
,
.
Имеет место
Предложение 2
Пусть
— внутренняя связность с тензором кривизны Схоутена
. Тогда, для всех
и
имеют место следующие равенства:
![[\vec{x}^{h},\vec{y}^{h}]_{\vec{p}}=[\vec{x},\vec{y}]^{h}-\left\{R(\vec{x},\vec{y})\vec{p}\right\}^{v},\eqno(1) [\vec{x}^{h},\vec{y}^{h}]_{\vec{p}}=[\vec{x},\vec{y}]^{h}-\left\{R(\vec{x},\vec{y})\vec{p}\right\}^{v},\eqno(1)](/math/06dd2b5e0a7514012a3d570d5d7ee4ad.gif)
![[\vec{x}^{h},\vec{\xi}^{h}]_{\vec{p}}=[\vec{x},\vec{\xi}]^{h}+\left\{P(\vec{x},\vec{p})\right\}^{v}, \eqno(2) [\vec{x}^{h},\vec{\xi}^{h}]_{\vec{p}}=[\vec{x},\vec{\xi}]^{h}+\left\{P(\vec{x},\vec{p})\right\}^{v}, \eqno(2)](/math/f894cc2bcd9bd95f5d437d931aeeb9a3.gif)
![[\vec{x}^{h},\vec{y}^{v}]=(\nabla_{\vec{x}}\vec{y})^{v}, \eqno(3) [\vec{x}^{h},\vec{y}^{v}]=(\nabla_{\vec{x}}\vec{y})^{v}, \eqno(3)](/math/dbfcd1981bc2da19d8867e5eac852b9f.gif)
![[\vec{x}^{v},\vec{\xi}^{h}]=[\vec{x},\vec{\xi}]^{v}. \eqno(4) [\vec{x}^{v},\vec{\xi}^{h}]=[\vec{x},\vec{\xi}]^{v}. \eqno(4)](/math/b393a4f043e8a3103ccf0b77d802bf48.gif)
Определим на многообразии D почти контактную структуру
, полагая
,
. Здесь
— естественная проекция. Определим, далее, на многообразии M метрику
, подчиняющуюся равенствам:
,
.
Имеют место следующие предложения.
Предложение 3
Структура
является почти контактной структурой с Би-метрикой.
Доказательство. В соответствии с определением тензоров J,
получаем:
-
, -
.
Предложение 4
Пусть
— связность Леви-Чивита на Би-метрическом многообразии , тогда ее коэффициенты в адаптированных координатах получают следующее представление:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
Доказательство предложения 4 основано на использовании равенств (1)-(4), а также выражения для коэффициентов связности:
,
где
,
,
,
.
N-продолженные связности на распределениях субримановых многообразий
Определим на многообразии D эндоморфизм N, задавая его ненулевые компоненты в адаптированном базисе следующим образом:
,
,
,
.
Имеет место
Теорема
Пусть
— внутренняя связность, определяемая на многообразии D в адаптированном репере с помощью формул
,
,
.
Тогда, если M — субриманово многообразие такое, что
, то N-продолженная связность
, где N — определенный выше эндоморфизм, является метрической связностью.
Доказательство теоремы сводится к непосредственным вычислениям.