實係數微分奇異同調群

實係數微分奇異同調群(differential singularhomology group with real coefficients)是邊緣運算元誘導的線性變換的核關於其像的商空間。對於每個p≥0,設∞Sp(M,R)表示由微分流形M內的可微奇異p單形所生成的實向量空間

基本介紹

  • 中文名:實係數微分奇異同調群
  • 外文名:(differential singularhomology group with real coefficients
  • 領域:代數
  • 對象:邊緣運算元
  • 性質:商空間
  • 其他條件:微分流形
概念,群,對象——邊緣運算元,線性變換,商空間,微分流形,

概念

實係數微分奇異同調群是邊緣運算元誘導的線性變換的核關於其像的商空間。對於每個p≥0,設Sp(M,R)表示由微分流形M內的可微奇異p單形所生成的實向量空間。因此,Sp(M,R)的元素是M中可微奇異p鏈。當p<0時,規定Sp(M,R)為零向量空間。
由邊緣運算元∂誘導出線性變換:
pSp(M,R)→Sp-1(M,R).
當p≤0時令∂p為零變換。顯然,∂p°∂p+1=0,即∂p+1的像在∂p的核中,稱Hp(M,R)=Ker∂p/Im∂p+1為p維實係數微分奇異同調群。Ker∂p的元素稱為可微p閉鏈.Im∂p+1的元素稱為可微p邊緣。

群是一種只有一個運算的、比較簡單的代數結構;是可用來建立許多其他代數系統的一種基本結構。
設G為一個非空集合,a、b、c為它的任意元素。如果對G所定義的一種代數運算“·”(稱為“乘法”,運算結果稱為“乘積”)滿足:
(1)封閉性,a·b∈G;
(2)結合律,即(a·b)c = a·(b·c);
(3)對G中任意元素a、b,在G中存在惟一的元素x,y,使得a·x= b,y·a=b,則稱G對於所定義的運算“·”構成一個群。例如,所有不等於零的實數,關於通常的乘法構成一個群;時針轉動(關於模12加法),構成一個群。
滿足交換律的群,稱為交換群
群是數學最重要的概念之一,已滲透到現代數學的所有分支及其他學科中。凡是涉及對稱,就存在群。例如,可以用研究圖形在變換群下保持不變的性質,來定義各種幾何學,即利用變換群對幾何學進行分類。可以說,不了解群,就不可能理解現代數學。
1770年,拉格朗日在討論代數方程根之間的置換時,首先引入群的概念,而它的名稱,是伽羅華在1830年首先提出的。

對象——邊緣運算元

邊緣運算元亦稱邊緣同態。建立同調群的重要概念。它是有向三角形的邊緣為三條有向棱的推廣。按下列方式定義的n維復形K的從q維鏈群到(q-1)維鏈群的同態:
∂ q: Cq(K)→Cq-1(K) (0≤q≤dim K=n),
稱為q維邊緣運算元:
1.對於有向單形
(這裡
表示將頂點ai除去)。
2.對於任意q維鏈:
對於q<0或q>n,約定q=0,即為零同態。
邊緣運算元最重要的性質是,對於任意整數q,有
是零同態,也記為

線性變換

線性變換是線性代數的重要概念之一。設σ是數域P上的線性空間V的一個變換。若對於V中的任意向量α,β與P中的任意數k,有σ(α+β)=σ(α)+σ(β),σ(kα)=kσ(α),則稱σ是V的一個線性變換。設σ是線性空間V的一個變換,若對於V中任意向量α,有σ(α)=α,則σ是V的線性變換,稱為恆等變換,亦稱單位變換,記為I。若V的變換σ對於V中的任意向量α,有σ(α)=0,則σ是V的線性變換,稱為零變換,記為0.線性變換是歐氏幾何中的變換、解析幾何中的某些坐標變換、數學分析中的某些變數代換以及其他數學分支中某些類似的變換的抽象、概括與推廣。數域上線性空間的線性變換可以推廣為同一個域上的兩個不同線性空間的線性映射。線性變換不僅是線性代數的主要研究對象之一,也是數學中的一個重要的概念。近代數學中的許多分支的研究對象,如泛函分析中的線性運算元。同調代數中的模同態等都與線性變換有密切的聯繫。

商空間

商空間是一個線性空間模一個子空間所得的線性空間。設V是域P上的線性空間,W是V的子空間,對V中每一元α,定義α+W={α+β|β∈W},設V-={α+W|α∈V},利用V的加法及P與V的純量乘法,可以在V-內引入如下的加法及P與V-的純量乘法:
(α+W)+(β+W)=(α+β)+W,
k(α+W)=kα+W (k∈P).
這樣的定義是完全確定的,而且V-關於這樣定義的運算構成域P上的一個線性空間,稱為V對子空間W的商空間,記為V/W。例如,若V是P上5維線性空間,α1,α2,α3,α4,α5是基,W是由α1,α2生成的子空間,則V/W是由三個元素α3+W,α4+W,α5+W生成的商空間,而且這三個元素正好是V/W的基。一般地,若dim V/W有限,則稱其為W關於V的余維數,記為Codim W。

微分流形

設M是仿緊豪斯道夫(Hau-sdorff)空間,且是拓撲流形,稱A= {(Uα,Фα)|α∈P}是它的地圖,如果{Uα|α∈P}是M的開覆蓋,Фα是從Uα到n維歐氏空間R的某開集上的同胚。(Uα,Φα)稱為坐標卡。如果兩個坐標卡 (Uα,Фα),(Uβ,Φβ) 滿足Uα∩Uβ≠Φ,則稱Φβ·Фα:Φα(Uα∩Uβ) →Φβ(Uα∩Uβ) 和Φα·Φβ: Φβ(Uα∩Uβ) →Фα(Uα∩Uβ) 為Uα∩Uβ上的坐標變換。如果A的所有坐標變換都是C可微的,則稱A為一個C地圖,其中1≤r≤∞。r也可等於ω,此時A稱為解析地圖。拓撲流形M的坐標卡 (U,Φ) 稱為與A是Cr相容的,如果任意(Uα,Φα) ∈A,坐標變換Φ·ΦαΦα·Φ均C可微。拓撲流形M的C地圖A稱為最大的,如果它包含M的所有與之C相容的坐標卡。M上的最大C地圖A稱為M的C微分結構。(M,A)稱為C微分流形,或簡稱為C流形。當r=∞時,C微分結構也稱為光滑結構,C流形也稱為光滑流形。r=ω時,C結構也稱為解析結構,C流形稱為解析流形。C流形(M,A)有時也簡記為M。
從直觀上看,拓撲流形是局部歐氏空間,局部之間用同胚映射(坐標變換)貼上在一起。n維C流形,不僅局部同胚於n維歐氏空間,而且局部之間是用C光滑、且其逆也C光滑的坐標變換貼上在一起。

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