在数学中,同伦(Homotopy)的概念在拓扑上描述了两个对象间的“连续变化”。
两个拓扑空间如果可以通过一系列连续的形变从一个变到另一个,那么就称这两个拓扑空间同伦。
f , g : X → Y 给 定 的 两 个 拓 扑 空 间 X 和 Y 。 考 虑 两 个 连 续 函 数 , 若 存 在 一 个 连 续 映 射 H : X × 【 0 , 1 】 → Y 使 得 f,g:X\rightarrow Y给定的两个拓扑空间X和Y。考虑两个连续函数,若存在一个连续映射H:X×【0,1】 \rightarrow Y使得 f,g:X→Y给定的两个拓扑空间X和Y。考虑两个连续函数,若存在一个连续映射H:X×【0,1】→Y使得
∀ x ∈ X , H ( x , 0 ) = f ( x ) , ∀ x ∈ X , H ( x , 1 ) = g ( x ) . \forall x\in X,H(x,0)=f(x),\\\forall x\in X,H(x,1)=g(x). ∀x∈X,H(x,0)=f(x),∀x∈X,H(x,1)=g(x).
则 称 f , g ( 在 Y 里 ) 同 伦 。 则称f,g(在Y里)同伦。 则称f,g(在Y里)同伦。
在所有的X到Y的映射组成的集合X^Y中, 同伦等价是个拓扑空间之间的等价关系,
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等价关系就能做商集合,Y^X/~ : X到Y 的映射的同伦类集记为[X,Y],
问:对于两个给定的空间,有几个同轮等价类?
[ S n , S n ] = Z [ S 3 , S 2 ] = Z [ S 4 , S 3 ] = Z / 2 ( 只 有 两 个 元 素 ) [S^n, S^n]=Z\\ [S^3, S^2]=Z\\ [S^4, S^3]=Z/2(只有两个元素) [Sn,Sn]=Z[S3,S2]=Z[S4,S3]=Z/2(只有两个元素)
但是低维到高维只有一个元素 常值映射 因为总是映不满的
(ps:同轮类之间还能定义运算)
如果X到S^n的映射不满,则它一定等价与常值映射C_x
如果映到球面不满,则至少球面有一个孔,球就“爆了”
比 如 说 − x 0 点 映 不 到 , ∀ x ∈ X , f ( x ) ≠ − x 0 比如说-x_0点映不到,\forall x\in X,f(x)\neq -x_0 比如说−x0点映不到,∀x∈X,f(x)=−x0
考 虑 映 射 C x 0 : X → S ∀ x ∈ X , C x 0 ( x ) = x 0 考虑映射C_{x_0}:X\rightarrow S \forall x\in X,C_{x_0}(x)={x_0} 考虑映射Cx0:X→S∀x∈X,Cx0(x)=x0
满 足 f ( x ) ≠ C x 0 ( x ) 满足f(x)\neq C_{x_0}(x) 满足f(x)=Cx0(x)
所 以 f ∼ C x 0 所以f\sim C_{x_0} 所以f∼Cx0
拓扑空间X和其子空间A,记为(X,A),是一个空间偶
如 果 一 个 连 续 映 射 f : X → Y 还 满 足 f ( A ) ⊂ B , 即 限 制 在 A 上 时 可 以 认 为 f : A → B , 那 么 我 们 也 称 这 是 一 个 空 间 偶 之 间 的 映 射 , 记 为 f : ( X , A ) → ( Y , B ) . 如果一个连续映射f : X→Y还满足f(A)\subset B,\\ 即限制在A上时可以认为f: A→B,\\那么我们也称这 是一个空间偶之间的映射,记为f :(X,A)→(Y,B) . 如果一个连续映射f:X→Y还满足f(A)⊂B,即限制在A上时可以认为f:A→B,那么我们也称这是一个空间偶之间的映射,记为f:(X,A)→(Y,B).
对 f , g : ( X , A ) → ( Y , B ) 如 果 存 在 F : X × I → Y s . t . 对f,g:(X,A)→(Y,B)如果存在F:X×I\rightarrow Y s.t. 对f,g:(X,A)→(Y,B)如果存在F:X×I→Ys.t.
F ( x , 0 ) = f ( x ) , F ( x , 1 ) = g ( x ) . F(x,0)=f(x),F(x,1)=g(x). F(x,0)=f(x),F(x,1)=g(x).
且 对 任 意 a ∈ A , t ∈ I 有 F ( a , t ) ∈ B , 则 称 空 间 偶 的 映 射 f 与 g 同 伦 等 价 记 为 f ≃ g ( X , A ) → ( Y , B ) 且对任意a\in A,t\in I有F(a,t)\in B,则称空间偶的映射f与g同伦等价\\记为f\simeq g(X,A)→(Y,B) 且对任意a∈A,t∈I有F(a,t)∈B,则称空间偶的映射f与g同伦等价记为f≃g(X,A)→(Y,B)
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特别地,A={x_0},B={y_0},称X,Y为带有基点的空间。