미분동형사상

미분동형사상(微分同形寫像, 영어: diffeomorphism)은 두 미분다양체 사이의, 미분 가능이고 그 역도 미분 가능한 위상동형사상이다. 즉, 각 점에서 국소적인 좌표를 잡았을 때, 그 좌표에 대하여 미분 가능하고, 그 역이 존재하고, 그 역도 미분 가능해야 한다.

미분다양체 ${\displaystyle M,N}$ 사이의 미분동형사상 ${\displaystyle \phi \colon M\to N}$은 다음을 만족하는 ${\displaystyle M\to N}$ 위상동형사상이다.

각 ${\displaystyle x\in M}$에 대하여, ${\displaystyle x\in M}$ 주위에 국소적 좌표를 잡고, ${\displaystyle \phi (x)\in N}$ 주위에 국소적 좌표를 잡자. 그렇다면 ${\displaystyle \phi }$는 국소적으로 ${\displaystyle {\tilde {\phi }}\colon U\subset \mathbb {R} ^{n}\to V\subset \mathbb {R} ^{n}}$의 꼴로 나타내어진다. 이 때, ${\displaystyle {\tilde {\phi }}}$는 (유클리드 공간에서의 정의로) 미분가능하여야 하고, 또 그 역 ${\displaystyle {\tilde {\phi }}^{-1}\colon {\tilde {\phi }}(U)\to U}$가 존재하고, 또 ${\displaystyle {\tilde {\phi }}^{-1}}$도 미분 가능해야 한다.

위에서, 미분 가능성 대신, 더 엄격한 ${\displaystyle C^{n}}$ 매끈함을 요구할 수도 있다. 이는 Cⁿ 미분동형사상이라고 부른다.

두 다양체 사이에 적어도 하나의 미분동형사상이 존재한다면, 두 다양체를 미분동형(微分同形, 영어: diffeomorphic)이라고 부른다. 이는 동치 관계를 이룬다.

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