이 문서는 미분기하학의 개념에 관한 것입니다.
범주론 의 개념에 대해서는
당김 (범주론) 문서를 참고하십시오.
미분기하학 에서 당김 (영어 : pullback )이란 한 다양체 위에 정의된 공변(covariant ) 텐서를 다른 다양체 위에 옮겨 정의하는 방법이다.
두 매끄러운 다양체 사이의 매끄러운 함수
ϕ
:
M
→
N
{\displaystyle \phi \colon M\to N}
이 주어지면,
N
{\displaystyle N}
위에 존재하는 모든 공변 텐서 (즉, 첨자가 모두 아랫첨자인 경우)
T
=
T
μ
ν
ρ
…
{\displaystyle T=T_{\mu \nu \rho \dots }}
에 대하여,
M
{\displaystyle M}
위에 대응하는 텐서
ϕ
∗
T
{\displaystyle \phi ^{*}T}
를 정의할 수 있다. 이를
T
{\displaystyle T}
의 당김이라고 한다. 특히, 미분형식 이나 (스칼라) 함수는 공변 텐서의 특수한 경우이므로, 이들을 다른 다양체로 당길 수 있다.
ϕ
:
M
→
N
{\displaystyle \phi \colon M\to N}
을 미분가능한 함수라고 하고,
ω
(
v
1
,
…
,
v
k
)
{\displaystyle \omega (v_{1},\dots ,v_{k})}
가
k
{\displaystyle k}
차 공변 텐서(
k
{\displaystyle k}
개의 (반변) 벡터를 받는 함수)라고 하자. 그렇다면 이 데이터로부터
M
{\displaystyle M}
위에 정의된
k
{\displaystyle k}
차 텐서
ϕ
∗
ω
{\displaystyle \phi ^{*}\omega }
를 다음과 같이 정할 수 있다.
(
ϕ
∗
ω
)
(
v
1
,
…
,
v
k
)
=
ω
ϕ
(
p
)
(
d
ϕ
p
(
v
1
)
,
…
,
d
ϕ
p
(
v
k
)
)
{\displaystyle (\phi ^{*}\omega )(v_{1},\dots ,v_{k})=\omega _{\phi (p)}(d\phi _{p}(v_{1}),\dots ,d\phi _{p}(v_{k}))}
.
여기서
p
∈
M
{\displaystyle p\in M}
,
v
i
∈
T
p
M
{\displaystyle v_{i}\in T_{p}M}
(점
p
{\displaystyle p}
에서의 접공간 ),
d
ϕ
p
:
T
p
M
→
T
ϕ
(
p
)
N
{\displaystyle d\phi _{p}\colon T_{p}M\to T_{\phi (p)}N}
은 점
p
{\displaystyle p}
에서
ϕ
{\displaystyle \phi }
의 미분 사상 이다.
(스칼라) 함수는 0차 공변 텐서이다. 이 경우, 함수
f
{\displaystyle f}
의 당김은 함수의 합성 과 같다. 즉,
ϕ
∗
f
=
f
∘
ϕ
{\displaystyle \phi ^{*}f=f\circ \phi }
이다.
f : R n → R m , g : R p → R n 를 미분가능한 함수 , α 와 β를 R m 에서의 k -형식, γ : R m → R 를 R m 에서의 0-형식이라 하자. 이 때, 다음이 성립한다.
f
∗
(
α
+
β
)
=
f
∗
(
α
)
+
f
∗
(
β
)
{\displaystyle f^{*}(\alpha +\beta )=f^{*}(\alpha )+f^{*}(\beta )\;}
f
∗
(
γ
α
)
=
f
∗
(
γ
)
f
∗
(
α
)
{\displaystyle f^{*}(\gamma \alpha )=f^{*}(\gamma )f^{*}(\alpha )\;}
f
∗
(
α
1
∧
⋯
∧
α
k
)
=
f
∗
(
α
1
)
∧
⋯
∧
f
∗
(
α
k
)
{\displaystyle f^{*}(\alpha _{1}\wedge \cdots \wedge \alpha _{k})=f^{*}(\alpha _{1})\wedge \cdots \wedge f^{*}(\alpha _{k})\;}
여기서 α1 , …, αk 가 R m 에서의 1-형식이고 ∧ 는 쐐기곱이다.
f
∗
(
α
∧
β
)
=
f
∗
(
α
)
∧
f
∗
(
β
)
{\displaystyle f^{*}(\alpha \wedge \beta )=f^{*}(\alpha )\wedge f^{*}(\beta )}
여기선 α 와 β 가 같은 계수를 가질 필요는 없다.
(
f
∘
g
)
∗
α
=
g
∗
(
f
∗
α
)
{\displaystyle (f\circ g)^{*}\alpha =g^{*}(f^{*}\alpha )}
Manfredo P. do Carmo (1994). 《Differential Forms and Applications》. Springer-Verlag.