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在数学中,同伦的概念在拓扑上描述了两个对象间的“连续变化”。
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给定两个拓扑空间 et 。考虑两个连续函数 ,若存在一个连续映射 使得; N8 h0 k5 M3 F1 C4 Q
9 d5 J+ Q- t+ Y3 c2 y6 }8 x2 k( X o5 x! d4 L* z0 m( C; k( i' u
/ v# H: I |" L: J9 h. i, q
则称(在Y里)同伦。3 w" E0 y. Z, \9 x# |# ^1 G. ~% `/ t4 @
: s3 D9 u- Y, m8 r# k# a换言之:每个参数t对应到一个函数 ;随着参数值从 0 到 1 变化, 连续地从 变化到& |( ]. ?1 M! P b
1 V2 t% p: S. }' p6 V" W
另一种观点是:对每个,函数 定义一条连接 与 的路径:
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& g9 o* z& j0 D' N- M+ D5 i) o4 u& A1 Y! H% g* O/ h
例一:取 , , 及 。则 与 透过下述函数在 中同伦。
- O' `* N) w" P5 a& Q+ j* G, D: e" ?3 n, h6 l- x) s
. v# Y2 a) ]) |; i+ s5 C(注意到此例子不依赖于变量 x,通常并非如此。)
: f& ^3 y( c0 y' S3 _/ g, Y注:“在Y中同伦”的说法提示一个重点:在例一中若将代为子空间,则虽然 与 仍取值在,但此时它们并不同伦。此点可藉中间值定理验证。
7 x; b G& j+ ~+ j2 W. d例二:取、、 及 . 描绘一个以原点为圆心之单位圆; 停在原点。 与 透过下述连续函数同伦:+ v6 R0 O& Q5 W, r" o% ?* ~
# S# g& y5 P" h; R
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几何上来看,对每个值,函数描绘一个以原点为圆心,半径 1 − t 的圆。$ L3 s2 L' k: q' a7 \( W
函数间的同伦是(即从 X 到 Y 全体连续函数的集合)上的等价关系。同伦的初步应用之一,是借由环路的同伦定义何谓单连通。 |
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