基本群

更新时间:2024-06-01 17:52

这个概念最早是由庞加莱在19世纪末20世纪初提出并加以研究。基本群的应用已经渗入到数学的各个分支。 著名的庞加莱猜想也和基本群有关。

定义

设X为拓扑空间,若道路满足f(0)=f(1),则f为闭路,f(0)为基点。闭路f的同伦类记为[f]。定义为基点为x的闭路同伦类的集合,并定义闭路同伦类[f]与[g]的乘法为先后走一遍先走f再走g。则称为X的基本群,或第一同伦群。

如果拓扑空间是道路连通的, 那么这个基本群和选择的起点无关(即选取不同基点的基本群彼此同构),它只依赖于拓扑空间的几何结构。故基本群可简记为π1(X)。

相关概念

基本群是平凡群的连通空间称为单连通的。

基本群到整数群的同态映射全体构成一个群,叫做1维同调群,它们是重要的拓扑不变量

性质

基本群是同伦型不变量。由于基本群是同伦型不变量,因此,如果能计算出两个空间具有不同构的基本群,那么立刻推出这两个空间的同伦型不相同,更非拓扑等价

设X与Y为带基点的空间,则。

连通李群的基本群为阿贝尔群

应用

(1).对于任意群,都存在拓扑空间,使得。更进一步,存在二维胞腔复形,使得。

常见空间

1.可缩空间(就是可以连续收缩成一个点)和球面都是单连通的。

2.圆的基本群为整数加群,即π1(S1)=ℤ。

3.n个S1的楔积的基本群为有n个生成元的自由群。

4.当n>1,n维射影空间的基本群为ℤ2,即π1(ℝPn>1)=ℤ2。

5.n维环面的基本群为ℤn,即π1(𝕋n)=ℤn。

6.π1(SO(2)),因为SO(2)≅S1。

7.π1(SO(3)),因为SO(3)与≅ℝP3。

免责声明
隐私政策
用户协议
目录 22
0{{catalogNumber[index]}}. {{item.title}}
{{item.title}}