已给Rn中一流形M(p维,Ck类),可用
开集Vi (空间M中的开集)的覆盖拓扑空间M;对于每个Vi,存在着一个像是Vi的参变量表示:fi:Ωi→- Vi。fi 的选取使M 在Vi所有点定向,如果对于任何一对(i,j),fi及fj在Vi∩Vj中每点确定M 的同一定向,那么就说这些fi确定M 的一个定向。如果可找到一些局部参变量表示fi确定M的一个定向(如上所述),就说M是可定向的,一个流形M,即令是连通的,并不总是可定向的:“
默比乌斯带”提供了不可定向曲面的一个例子。
拓扑流形的定向(orientation of topological manifold)是指确定
流形指向的方式问题,有多种等价的方式来定义流形的定向,这里介绍比较基本的两种,设M为n维
拓扑流形,由定义可知存在M的一个
开覆盖使得对于每个有
同胚(或),于是当时,
设为单位区间,为流形M的一条道路,选取的一个分割使得某,现在通过选取的序向,使得在和上,它们有一致的序向,则当a为环道时,有的邻域到的邻域的一个
同胚h,若h为保向同胚,则称a为保向的;否则称a为逆向的,于是M可定向的等价说法是:M上的任意环道都是保向环道。由于具有相同基点的同伦环道有相同的保向性,所以单连通流形必定可定向,因此n维球面S当n≥2时可定向(当然圆周S也可定向)。另一方面,如图1所示,
默比乌斯带的腰圆是一条逆向曲线,从而默比乌斯带不可定向,因此一切包含默比乌斯带的曲面均不可定向,所以2维实射影平面、
克莱因瓶等均为不可定向的闭曲面(2维流形)。
引理3任何二维、光滑、紧致、连通、闭的M2允许有限的
三角剖分。