Hatcher, Allen, Algebraic topology, Cambridge University Press, 2002 [2008-04-15], ISBN 978-0-521-79540-1, (原始内容存档于2012-02-20)
四月 06, 2024
同倫群, 在數學中, 是拓撲空間的一種同倫不變量, 的研究是同倫理論的基石之一, 一般空間的極難計算, 即使對球面, displaystyle, 的情形, 至今也沒有完整結果, 目录, 定義, 纖維化導出長正合序列, 相對, 文獻定義, 编辑設, displaystyle, nbsp, 為拓撲空間而, displaystyle, nbsp, displaystyle, nbsp, 維球面, 選定基點, displaystyle, nbsp, 定義, displaystyle, nbsp, displaystyle,. 在數學中 同倫群是拓撲空間的一種同倫不變量 同倫群的研究是同倫理論的基石之一 一般空間的同倫群極難計算 即使對球面 Sn displaystyle S n 的情形 至今也沒有完整結果 目录 1 定義 2 纖維化導出長正合序列 3 相對同倫群 4 文獻定義 编辑設 X displaystyle X nbsp 為拓撲空間而 Sn displaystyle S n nbsp 為 n displaystyle n nbsp 維球面 選定基點 a Sn x X displaystyle a in S n x in X nbsp 定義 pn X x displaystyle pi n X x nbsp 為 Sn X displaystyle S n X nbsp 也就是由保持基點的連續映射 f Sn X displaystyle f S n to X nbsp 的同倫類構成的集合 為了方便起見 以緯垂坐標表示球面上的點 即 s1 sn displaystyle s 1 wedge cdots wedge s n nbsp 表示 s1 sn 0 1 n displaystyle s 1 ldots s n in 0 1 n nbsp 在商映射 0 1 n 0 1 n 0 1 n Sn displaystyle 0 1 n to 0 1 n partial 0 1 n simeq S n nbsp 下的像 取 Sn displaystyle S n nbsp 的基點為 a 0 0 displaystyle a 0 wedge cdots wedge 0 nbsp 注意到當 n 0 displaystyle n 0 nbsp 時 S0 1 1 displaystyle S 0 1 1 nbsp 而 p0 X x displaystyle pi 0 X x nbsp 的元素一一對應到 X displaystyle X nbsp 的連通分支 nbsp 基本群的群運算對於 n 1 displaystyle n geq 1 nbsp pn X x displaystyle pi n X x nbsp 帶有自然的群結構 首先 我們構造一個連續映射 s Sn Sn Sn displaystyle s S n to S n vee S n nbsp 在此 Sn Sn displaystyle S n vee S n nbsp 定義為將兩份 Sn displaystyle S n nbsp 沿基點黏合得到的拓撲空間 映射 s displaystyle s nbsp 定義為 s x1 xn x1 xn 1 1 2xn xn 12x1 xn 1 2xn 1 xn 12 displaystyle s x 1 wedge cdots wedge x n begin cases x 1 wedge cdots wedge x n 1 wedge 1 2x n amp x n leq frac 1 2 x 1 wedge cdots wedge x n 1 wedge 2x n 1 amp x n geq frac 1 2 end cases nbsp 直觀來看 s displaystyle s nbsp 的效應相當於將球面 Sn displaystyle S n nbsp 沿赤道掐扁 給定 f g In X displaystyle f g I n to X nbsp 我們定義 f g f g s displaystyle f g f sqcup g circ s nbsp 由於 f a g a x displaystyle f a g a x nbsp 此函數有完善的定義 此外也不難驗證 f g displaystyle f g nbsp 僅依賴於 f g displaystyle f g nbsp 的同倫類 可以證明運算 f g f g displaystyle f g mapsto f g nbsp 滿足群公理 其單位元素為常值映射 s Sn e s x displaystyle forall s in S n e s x nbsp p1 X x displaystyle pi 1 X x nbsp 不外就是基本群 而當 n 2 displaystyle n geq 2 nbsp 時 pn X x displaystyle pi n X x nbsp 是阿貝爾群 稱為高階同倫群 不同基點對應的同倫群只差一個自然同構 若在定義中省掉基點 則得到的集合 Sn X displaystyle S n X nbsp 等同於 pn X x displaystyle pi n X x nbsp 在 p1 X x displaystyle pi 1 X x nbsp 作用下的軌道集 可見若 p1 X x 0 displaystyle pi 1 X x neq 0 nbsp Sn X displaystyle S n X nbsp 未必有自然的群結構 纖維化導出長正合序列 编辑設 p E B displaystyle p E to B nbsp 為保基點的塞爾纖維化 纖維的同倫類定義為 F displaystyle F nbsp 此時可導出同倫群的長正合序列 以下略去基點 pn F pn E pn B pn 1 F p0 E p B 1 displaystyle cdots to pi n F to pi n E to pi n B to pi n 1 F to cdots to pi 0 E to pi B to 1 nbsp 儘管這裡的 p0 displaystyle pi 0 nbsp 只是個集合 而 p1 displaystyle pi 1 nbsp 未必是阿貝爾群 它們仍帶有特殊的元素 pn 1 displaystyle pi n geq 1 nbsp 的單位元 p0 displaystyle pi 0 nbsp 中包含基點的連通分支 可以用這些元素定義正合序列 纖維化映射是計算高階同倫群的基本手段 相對同倫群 编辑給定 A X displaystyle A subset X nbsp 可以定義相對同倫群 pn X A displaystyle pi n X A nbsp 為映射 f Dn Sn 1 X x displaystyle f D n S n 1 to X x nbsp 的同倫類 這意味著我們僅考慮滿足 f Sn 1 x displaystyle f S n 1 x nbsp 的連續映射 以及其間滿足相同限制的同倫 若取 A displaystyle A nbsp 為一點 便回到同倫群的原始定義 相對同倫群也有纖維化長正合序列 文獻 编辑Hatcher Allen Algebraic topology Cambridge University Press 2002 2008 04 15 ISBN 978 0 521 79540 1 原始内容存档于2012 02 20 取自 https zh wikipedia org w index php title 同倫群 amp oldid 62153013, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,