给定一个光滑流形 和一个开覆盖
,服从覆盖
的单位分解是一组光滑的、非负的函数
,使得
的支撑集包含在
中,并且
处处成立。通常要求
具有紧闭包,可以解释为有限的或有界的开集。在
是局部有限覆盖的情况下,任何点
仅有有限个
使得
。
单位分解可以用于将局部定义的对象拼合在一起。例如,总是存在光滑的全局向量场,可能在某些地方消失,但不是恒等于零。用坐标图 覆盖
,使得任何点只被有限个坐标图重叠覆盖。在每个坐标图
上,存在局部向量场
。将它们标记为
,并且对于每个图,选择向量场
。那么
是一个全局向量场。这个求和是收敛的,因为在任何
处,只有有限个
。
其他应用需要将对象解释为函数,或者称为丛截面的函数推广,例如黎曼度量。通过将这样的度量视为丛的截面,很容易证明在任何光滑流形上都存在光滑度量。证明使用了单位分解,并且与上面使用的证明类似。
严格来说,求和 不必恒等于 1 才能使论证成立。之所以得名,是因为在每个点,这些函数都对值 1 进行分割。此外,从凸性的角度来看,这也很方便。