更新时间:2022-09-16 10:29
映射度亦称布劳威尔度或拓扑度。对一类连续映射的一种刻画。对n维球面S到自身的每一连续映射联系一个整数。
相交数是重要的同伦不变量。映射度在更一般情形的推广。设M与N分别是m维与n维的紧致有向(无边)微分流形,n>m,A是N的(n-m)维闭有向子流形,f:M→N是C映射,fA,对于p∈f(A),当线性同构:
TpMTf(p)N→Tf(p)N/Tf(p)A
保持定向时,记为#p(f,A)=1;否则记为#p(f,A)=-1,则#(f,A)=∑p∈f(A)#p(f,A)∈Z(因为f(A)在M中余维为m),称为映射f对于子流形A的相交数。类似于映射度情形,得到:若f,g:M→N是光滑同伦映射,fA,gA,则:
#(f,A)=#(g,A)
由此可将相交数定义推广到一般连续映射的情形。相交数有直观的几何背景,设M1,M2N都是N的有向(无边)紧致子流形,
dim N=dim M1+dim M2,
M1M2(即处于一般位置),i:M1→N为包含映射,则#(i,M2)实际上是M1∩M2中点的“代数”个数(按定向,每一点赋予适当的符号),称为(M1,M2)的相交数,记为#(M1,M2)或#(M1,M2;N)。从而:
#(M1,M2)=(-1)dimM1·dimM1#(M2,M1)
注意,当M,N或A不是可定向流形时,可类似于模2映射度而定义模2相交数#2(f,A)。
亦称函数。数学的基本概念之一。也是一种特殊的关系。设G是从X到Y的关系,G的定义域D(G)为X,且对任何x∈X都有惟一的y∈Y满足G(x,y),则称G为从X到Y的映射.即关系G为映射时,应满足下列两个条件:
1.(x∈X)(y∈Y)(xGy).
2.(x∈X)(y∈Y)(z∈Y)((xGy∧xGz)→y=z).这个被x∈X所惟一确定的y∈Y,通常表示为y=f(x)(x∈X).f(x)满足:
1) f(x)∈Y.
2) G(x,f(x))成立(x∈X).
3)z∈Y,G(x,z)→z=f(x).
关系G常使用另一些记号:f:X→Y或XY.f与G的关系是y=f(x)(x∈X),当且仅当G(x,y)成立.可取变域X中的不同元素为值的变元称为自变元或自变量。同样可取变域Y中的不同元素为值的变元称为因变元或因变量。始集X称为映射f的定义域。记为D(f)或dom(f).终集Y称为映射的陪域,记为C(f)或codom(f).Y中与X中的元素有关系G的元素的组合{y|x(x∈X∧y=f(x)∈Y)}称为映射的值域,记为R(f)或ran(f).当y=f(x)时,y称为x的象,而x称为y的原象。y的所有原象所成之集用f(y)表示.对于AX,所有A中元素的象的集合{y|x(x∈A∧y=f(x)∈Y)}或{f(x)|x∈A}称为A的象.记为f(A)。对于BY,所有B中元素的原象的集合{x|x∈X∧y(y∈B∧y=f(x))}称为B的原象。记为f(B)。显然:f(A)=f(x),f(B)=f(y)。
亦称布劳威尔度或拓扑度。对一类连续映射的一种刻画。对n维球面S到自身的每一连续映射联系一个整数。设f:S→S(n≥1)是连续映射,(K,φ)是S的一个剖分,同调群Hn(S)Z,这里Z表示整数加群,以[z]记同调群Hn(K)的生成元,若:
f~=φ°f°φ: |K|→|K|,
则有整数m使得f~的诱导同态f~n*([z])=m[z],这个m称为f的布劳威尔度,记为deg f.映射度deg f与S的剖分(K,φ)和Hn(K)的生成元的选取无关.根据诱导同态的性质,可得到下述结论:若f,g:S→S都是连续映射,则:
1.若fg,则deg f=deg g.
2.deg(f°g)=deg f°deg g.
3.对于S上的恒同映射1s,有deg 1s=1,对于常值映射c:S→S,有deg c=0.
根据以上性质,可以定义对应
deg#: [S,S]→Z,
使得对于f所属同伦类[f]规定
deg#([f])=deg f.
根据霍普夫(Hopf,H.)的度数定理,deg#是一一对应。它表明S到自身的连续映射从同伦观点看由其映射度惟一决定.映射度理论应用广泛,如研究球面上向量场以及博苏克-乌拉姆定理等。关于映射度还可推广到能定向闭假流形以及其他领域中去。讨论n维球面S到自身连续映射的同伦类构成的集合[S,S],是映射的同伦分类问题中最基本的内容,并且很多几何问题的解决都有赖于对这个集合性质的了解。研究这个集合结构的一种方法,就是对每个连续映射f:S→S联系一个整数,即所谓映射度,它是由布劳威尔(Brouwer,L.E.J.)首先提出的。
设f、g是拓扑空间X到Y的两个连续映射,若存在连续映射H:X×I→Y使得:
H(x,0)=f(x)
H(x,1)=gx∈X
则称f与g同伦,记为f≃g:X→Y或f≃g,映射H称为f与g之间的一个同伦。f与g的同伦H也可理解为单参数映射族{ht}t∈I,ht连续地依赖于t且h0=f,h1=g,即当参数t从0变到1时,映射f连续地形变为g。与常值映射同伦的映射称为零伦的。若以C[X,Y]表示X到Y的一切连续映射之集,则同伦关系≃是C[X,Y]上等价关系,每个等价类称为一个同伦类,同伦类的全体所成集记为[X,Y]。设Y是R的子空间,f,g:X→Y是连续映射,若对每个x∈X,点f(x)与g(x)可由Y中线段连结,则f≃g:X→Y,若Y是R中凸集,任何映射f:X→Y都零伦,即[X,Y]仅含一个元素。设X,Y与Z均为拓扑空间,若f≃f:X→Y,g≃g: Y→Z,则gf≃gf: X→Z。
设X,Y为拓扑空间,若存在连续映射f:X→Y和g:Y→X,使得gf≃Idx且f·g≃idr。这Id、id均表示恒同映射,则称f为同伦等价,g为f的同伦逆,而将X与Y称为具有相同的伦型,或简称同伦的,记作X≃Y。与单点空间同伦的空间称为可缩的,或者存在x0∈X,使得常值映射C:X→X。x1→x0与映射idx同伦,空间X可缩。R和R中凸集均为可缩空间。同伦关系是拓扑空间之间的等价关系。X可缩等价于下列几条中任意一条:(1)idx≃0,即恒同映射idx零伦。(2) 对任意空间Y,映射f:X→Y,有f≃0。(3)对任意空间Z和连续映射g:Z→X,g≃0。
设A是空间X的子空间,i:A→X表包含映射,若存在连续映射r:X→A,使得r|A=idA(或r·i=idA),则r称为X到A的保核收缩,A称为X的收缩核。若有保核收缩r:X→A满足i·ridx:X→X,则H称为X到A的形变收缩,A称为X的形变收缩核,若同伦H还满足对任意x∈A和t∈I有H(x,t)=x,则H称为X到A的一个强形变收缩,A称为X的强形变收缩核。强形变收缩是形变收缩,且若A是X的形变收缩核,则内射i:A→X是同伦等价。