Loading [MathJax]/extensions/TeX/AMScd.js

8 votos

Comprender la construcción de nbds abiertos en complejos CW

No entiendo la construcción de abrir nbds Nϵ(A) A en un CW-complejo de X dado en la página 522 de Hatcher del Libro. Ya que el libro está disponible de forma gratuita en línea, voy a copiar el párrafo completo:

Siguiente se describe una manera conveniente de la construcción de abrir barrios Nϵ(A) de los subconjuntos A de un CW complejo de X donde ϵ es una función de la asignación de un número ϵα>0 a cada celda enα. La construcción es inductivo sobre el skeleta Xn, por lo que supongamos que ya hemos construido Nnϵ(A), un barrio de AXnXn, iniciar el proceso con N0ϵ(A)=AX0. A continuación, definimos Nn+1ϵ por la especificación de su preimagen bajo el mapa de características ϕα:Dn+1X de cada celda en+1α, es decir, ϕ1α(Nn+1ϵ(A)) es la unión de dos partes: una abra ϵα-barrio de ϕ1(A)Dn+1 en Dn+1Dn+1, y un producto (1ϵα,1]×ϕ1α(Nnϵ(A)) con respecto a 'esférico' coordenadas (r,θ) donde r[0,1] es la radial coordinar y θ se encuentra en Dn+1=Sn. Luego nos definir Nϵ(A)=nNnϵ(A). Este es un conjunto abierto en X desde que se retira a un conjunto abierto debajo de cada característica mapa.

No entiendo la frase en negrita. En primer lugar vamos precisa algunos notación: Tenemos mapas ϕnα:DnX donde n rangos de cualquiera de las N o {1,2,...,m}. Las células de X enα=ϕnα(DnDn) y los esqueletos se Xn=mnαAmemα (Hatcher no utilizar el superíndice n pero que en realidad deberían estar ahí, de la Am's no hay, pero me estoy poniendo énfasis). Esto también va para ϵ, por lo que deberíamos tener ϵnα lugar.

Cómo es Nn+1ϵ(A) define si uno sabe que es preimagen bajo cada una de las ϕn+1α. También, ¿qué queremos decir por la apertura de un ϵα-barrio de ϕ1(A)Dn+1 Dn+1Dn+1 y ¿qué es esa cosa de coordenadas esféricas? No debería ser (ϕα|Dn)1(Nnϵ(A)) lugar? Hay una pregunta similar, aquí la Pregunta acerca de Hatcher libro CW complejo , pero no creo que la pregunta es buena o incluso si la respuesta es correcta.

11voto

Zero Puntos 1415

\require{AMScd}

Creo que lo he descubierto. Definimos B(Y,\epsilon)=\bigcup_{y\in Y}B(y,\epsilon) el abierto de \epsilon-nbd de Y y el homeomorphism r:(0,1]\times \partial D^n\to D^n-0,r(t,s)=ts (este es sólo el producto escalar y es lo que Hatcher medio por coordenadas esféricas). Vamos a definir de forma inductiva N_\epsilon^0(A)=A\cap X^0 n\ge 1 supongamos N^{n-1}_\epsilon(A) es un nbd de A\cap X^{n-1}X^{n-1}. Vamos a escribir \phi^n_\alpha \phi_\alpha y de manera similar para\epsilon_\alphae_\alpha. Definimos: \begin{align*} B_\alpha&=B((\phi_\alpha|D^n-\partial D^n)^{-1}(A),\epsilon_\alpha) \\ C_\alpha&=r((1-\epsilon_\alpha,1]\times\phi_\alpha^{-1}(N^{n-1}_\epsilon(A))) \\ A_\alpha&=B_\alpha\cup C_\alpha \\ N^n_\epsilon(A)&=\bigcup_\alpha\phi_\alpha(A_\alpha)\cup N^{n-1}_\epsilon(A) \end{align*} Tenga en cuenta que en la definición de B_\alpha la métrica d se supone debe ser restringido a D^n-\partial D^n B_\alpha es un conjunto abierto en D^n-\partial D^n C_\alpha porque r es un homeomorphism, (1-\epsilon^n_\alpha,1]\times\phi_\alpha^{-1}(N^{n-1}_\epsilon(A)) está abierto en (0,1]\times \partial D^n D^n-0 está abierto en D^n (tenga en cuenta que aquí asumimos \epsilon_\alpha<1 porque de lo contrario no podemos obtener un conjunto abierto, este es asumido por Hatcher en la página siguiente y también estamos interesados en pequeño \epsilon_\alpha, también utilizamos el hecho de que N^{n-1}_\epsilon(A)\subseteq X^{n-1}, de modo que \phi_\alpha^{-1}(N^{n-1}_\epsilon(A))=(\phi_\alpha|\partial D^n)^{-1}(N^{n-1}_\epsilon(A)) y lo puse en la pregunta fue redudant). Así, obtenemos A_\alpha abierta en D^n.

Entonces, uno puede demostrar que \phi_\beta^{-1}(\phi_\alpha(A_\alpha))\subseteq C_\beta si \beta\neq \alpha\phi_\alpha^{-1}(\phi_\alpha(A_\alpha))=A_\alpha, de modo que uno se \phi_\beta^{-1}(N^n_\epsilon(A))=A_\beta, un conjunto abierto en D^n (esto es lo que Hatcher significa que definir su preimagen en virtud de la característica de mapa de \phi_\alpha). Entonces uno se demuestra a N^n_\epsilon(A)\cap X^{n-1}=N^{n-1}_\epsilon(A) y, finalmente, N^n_\epsilon(A) es, de hecho, abierto en X^n debido a que el cociente mapa definido en la prueba de la Proposición A. 2 p.521. Añadimos N^{n-1}_\epsilon(A)N^n_\epsilon(A), de modo que N^n_\epsilon(A)\cap X^{n-1} es, de hecho, abierto en X^{n-1}, otra razón es dada en la siguiente frase. Queda por demostrar que N^n_\epsilon(A) contiene A\cap X^n. Desde N^{n-1}_\epsilon(A) contiene A\cap X^{n-1} tenemos que mostrar que N^n_\epsilon(A) contiene A\cap(X^n-X^{n-1})=\bigcup_\alpha A\cap e_\alpha, esto es obvio ya que (\phi_\alpha|D^n-\partial D^n)^{-1}(A)\subseteq B_\alpha implica A\cap e_\alpha\subseteq \phi_\alpha(B_\alpha).

Podemos definir finalmente, N_\epsilon(A)=\bigcup_nN^n_\epsilon(A) y una prueba N_\epsilon(A)\cap X^n=N^n_\epsilon(A), un conjunto abierto en X^n N_\epsilon(A) está abierto en X, y es claro que A\subseteq N_\epsilon(A) debido a que cada una de las A\cap X^n\subseteq N^n_\epsilon(A)

Ahora como una aplicación de todo esto voy a precisa la Proposición A. 4 p.522:

Cada punto en un CW complejo dispone arbitrariamente pequeño contráctiles abrir barrios, por lo que CW complejos son localmente contráctiles.

Vamos a llamar a y en lugar de x como en el libro el punto que estamos estudiando y deje U una nbd de y. Queremos encontrar el derecho \epsilon^n_\alpha's de modo que N_\epsilon(y)\subseteq U. Supongamos m es el menor entero no negativo tal que y\in X^m. Luego tenemos la N^n_\epsilon(y)=\emptyset n<m y tenga en cuenta que N^m_\epsilon(y)=\phi^m_\alpha(B(z,\epsilon^m_\alpha)) donde \alpha es el índice tal que y\in e^m_\alpha z\in D^m-\partial D^m es tal que \phi^m_\alpha(z)=y. Pick \epsilon^m_\alpha, de modo que \overline{B(z,\epsilon^m_\alpha)}\subseteq(\phi^m_\alpha|D^m-\partial D^m)^{-1}(U). Entonces a partir de la \phi^m_\alpha|D^m-\partial D^m es un homeomorphism uno se \overline{N^m_\epsilon(y)}=\overline{(\phi^m_\alpha|D^m-\partial D^m)(B(z,\epsilon^m_\alpha))}=(\phi^m_\alpha|D^m-\partial D^m)(\overline{B(z,\epsilon^m_\alpha)})\subseteq U, como se desee. Supongamos que hemos definido inductivamente la \epsilon's de modo que \overline{N^{n-1}_\epsilon(y)}\subseteq U. Vamos a colocar los superíndices ^n como en el libro. Utilizando la misma notación, como antes, pero con A=\{y\}, tenga en cuenta queB_\alpha=\emptysetA_\alpha=C_\alpha=r((1-\epsilon_\alpha,1]\times\phi_\alpha^{-1}(N^{n-1}_\epsilon(y)))\subseteq r((1-\epsilon_\alpha,1]\times\phi_\alpha^{-1}(\overline{N^{n-1}_\epsilon(y)})). Sabemos X es normal a partir de la proposición anterior en el libro de modo que podemos elegir V nbd \overline{N^{n-1}_\epsilon(y)} X tal que \overline{N^{n-1}_\epsilon(y)}\subseteq V\subseteq \overline{V}\subseteq U. Desde \phi_\alpha^{-1}(\overline{N^{n-1}_\epsilon(y)}) es un subconjunto cerrado de \partial D^n y por lo tanto también es un subconjunto cerrado de D^n que está contenida en el abierto subconjunto \phi_\alpha^{-1}(V) D^n podemos usar el lema 1. para obtener \epsilon_\alpha, de modo que r((1-\epsilon_\alpha,1]\times\phi_\alpha^{-1}(\overline{N^{n-1}_\epsilon(y)}))\subseteq \phi_\alpha^{-1}(V). A continuación, obtener \phi(C_\alpha)\subseteq V por cada \alpha, de modo que N^n_\epsilon(y)\subseteq V\cup N^{n-1}_\epsilon(y) y, a continuación,\overline{N^n_\epsilon(y)}\subseteq \overline{V}\cup U\subseteq U, como se desee.

Queda por demostrar que N^m(y) es contráctiles. Esta es la parte difícil de esta prueba. Para n>m, Hatcher reclamaciones se puede construir una deformación de retracción de N^n_\epsilon(y) a N^{n-1}_\epsilon(y) deslizando hacia afuera a lo largo radial segmentos en las células de la e^n_\alpha, las imágenes bajo la característica de los mapas de \phi_\alpha radial de los segmentos en D^n. Esta última afirmación es bastante intuitivo y fácil de entender, pero un poco incómodo para escribir y probar formalmente, pero voy a hacerlo de todos modos. Llame a V=N^{n-1}_\epsilon(y). Para cada una de las \alpha deje R_\alpha:((1-\epsilon_\alpha,1]\times \phi_\alpha^{-1}(V))\times I\to ((1-\epsilon_\alpha,1]\times \phi_\alpha^{-1}(V)) ser la deformación de retracción de (1-\epsilon_\alpha,1]\times \phi_\alpha^{-1}(V) a 1\times \phi_\alpha^{-1}(V) define como R_\alpha((s,a),t)=((1-t)s+t,a) (intuitivamente este mapa de diapositivas de los elementos de (1-\epsilon_\alpha,1]\times \phi_\alpha^{-1}(V) en una forma rectangular y a velocidad constante a 1\times \phi_\alpha^{-1}(V)). Luego de señalar que \phi_\alpha(\phi_\alpha^{-1}(V))=N^{n-1}_\epsilon(y)\cap \phi_\alpha(\partial D^n) I definir F_\alpha:\phi_\alpha(C_\alpha)\times I\to \phi_\alpha(C_\alpha) \begin{equation*} F_\alpha(x,t)= \begin{cases} \phi_\alpha(r(R_\alpha(r^{-1}((\phi_\alpha|D^n-\partial D^n)^{-1}(x)),t)))& x\in \phi_\alpha(C_\alpha-\phi_\alpha^{-1}(V)) \\ x & x\in N^{n-1}_\epsilon(y)\cap \phi_\alpha(\partial D^n) \end{casos} \end{ecuación*} Esto es parte de la final de la deformación de retracción F N^n_\epsilon(y) a N^{n-1}_\epsilon(y). Primero debemos probar cada una de las F_\alpha es continua. Tenga en cuenta que \phi_\alpha(C_\alpha-\phi_\alpha^{-1}(V)) es un subconjunto abierto de \phi_\alpha(C_\alpha) (en realidad un subconjunto abierto de N^n_\epsilon(y)) y, a continuación, está claro a partir de la definición que F_\alpha es continua en a \phi_\alpha(C_\alpha-\phi_\alpha^{-1}(V))\times I, queda por demostrar que es continua en a N^{n-1}_\epsilon(y)\cap \phi_\alpha(\partial D^n)\times I, este es el engorroso parte. Deje z\in N^{n-1}_\epsilon(z)\cap \phi_\alpha(\partial D^n)s\in I, vamos a probar a F_\alpha es continua en a (z,s). Deje U libre nbd de F_\alpha(z,s)=z\phi_\alpha(C_\alpha), U\cap N^{n-1}_\epsilon(z)\cap \phi_\alpha(\partial D^n) está abierto en \phi_\alpha(C_\alpha)\cap N^{n-1}_\epsilon(z)\cap \phi_\alpha(\partial D^n)=N^{n-1}_\epsilon(z)\cap \phi_\alpha(\partial D^n), lo que a su vez está abierto en \phi_\alpha(\partial D^n) porque N^{n-1}_\epsilon(z) está abierto en X^{n-1} U\cap N^{n-1}_\epsilon(z)\cap \phi_\alpha(\partial D^n) está abierto en \phi_\alpha(\partial D^n). Desde \phi_\alpha(\partial D^n) es normal (esto es debido a que la normalidad es invariante bajo continuo cerrado surjections) no es W nbd z \phi_\alpha(\partial D^n) tal que z\in W\subseteq \overline{W}\subseteq U\cap N^{n-1}_\epsilon(z)\cap \phi_\alpha(\partial D^n). Definir K=\phi_\alpha^{-1}(\overline{W})R=\phi_\alpha^{-1}(W), K es cerrado en \partial D^n y cerró en D^n, \phi_\alpha^{-1}(U) está abierto en D^nK\subseteq \phi_\alpha^{-1}(U), por lo que podemos usar el lema 1. para obtener un \delta tal que r((1-\delta,1]\times K)\subseteq \phi_\alpha^{-1}(U) y desde R\subseteq K obtenemos r((1-\delta,1]\times R)\subseteq \phi_\alpha^{-1}(U), la nota también se R está abierto en D^n. Tenemos que demostrar a \phi_\alpha(r((1-\delta,1]\times R))\times I es el deseado nbd de (z,t). Primera nota de que \phi_\alpha es un cociente mapa y r((1-\delta,1]\times R) es una \phi_\alphasaturada subconjunto de D^n (aquí utilizamos el hecho de que R está abierto y que es de la forma \phi_\alpha^{-1}(W)), esto significa \phi_\alpha(r((1-\delta,1]\times R)) está abierto en \phi_\alpha(D^n), lo que implica que también abierta en \phi_\alpha(C_\alpha) y también satisface \phi_\alpha(r((1-\delta,1]\times R))\subseteq U. Por lo que sigue siendo para mostrar que F_\alpha(\phi_\alpha(r((1-\delta,1]\times R))\times I)\subseteq U, esto se deduce del hecho de que R_\alpha(((1-\delta,1)\times J)\times I)\subseteq (1-\delta]\times J cualquier J\subseteq \partial D^n: \begin{align*} F_\alpha(\phi_\alpha(r((1-\delta,1]\times R))\times I)&=F_\alpha(\phi_\alpha(r((1-\delta,1)\times R))\times I)\cup F_\alpha(\phi_\alpha(R)\times I) \\ &=\phi_\alpha(r(R_\alpha(((1-\delta,1)\times R)\times I)))\cup \phi_\alpha(R) \\ &\subseteq \phi_\alpha(r((1-\delta,1]\times R))\cup \phi_\alpha(R) \\ &=\phi_\alpha(r((1-\delta,1]\times R)) \\ &\subseteq U \end{align*} Así, tenemos que F_\alpha es de hecho continua en (z,t) F_\alpha es una deformación de retracción de \phi_\alpha(C_\alpha) a N^{n-1}_\epsilon(y)\cap \phi_\alpha(\partial D^n)

Vamos a definir el final de la deformación de retracción F:N^n_\epsilon(y)\times I\to N^n_\epsilon(y) \begin{equation*} F(x,t)= \begin{cases} F_\alpha(x,t) & x\in \phi_\alpha(C_\alpha)\text{ for some %#%#%} \\ x & x\in N^{n-1}_\epsilon(y) \end{casos} \end{ecuación*} Tenga en cuenta que \alpha está bien definido. Recordemos que un espacio de F es generado por Y fib Y_\alpha Y=\bigcup Y_\alpha es abierto (cerrado) en U\subseteq Y fib para cada Y, \alpha es abierto (cerrado) en U\cap Y_\alpha. En la Proposición A. 15 está demostrado que Y_\alpha es continua iff cada una de las F:Y\times I\to Z es continua (el teorema es acerca de los subespacios compactos, pero claramente se aplica en el caso general). Más adelante en el apéndice también se demostrado que una célula compleja F|Y_\alpha\times I:Y_\alpha\times I\to Z es generado por los cierres de sus células X. Desde e^n_\alpha está abierto en N^n_\epsilon(y), un subcomplejo de X^n y por lo tanto una célula compleja de por sí, uno consigue fácilmente que X es generado por N^n_\epsilon(y)N^n_\epsilon(y)\cap \overline{e^n_\alpha}=\phi_\alpha(C_\alpha). Desde cada una de las N^{n-1}_\epsilon(y) es continua y la restricción de F|\phi_\alpha(C_\alpha)\times=F_\alpha Fes la identidad que conseguir ese N^{n-1}_\epsilon(y)\times I es continua.

Ahora tenemos la deformación de retracción de F a N^n_\epsilon(y) N^{n-1}_\epsilon(y) y se desea construir una retracción den>mN_\epsilon(y). Hatcher da algunas pistas sobre esta diciendo que uno tiene que realizar la deformación de retracción de N^m_\epsilon(y) a N^n_\epsilon(y) N^{n-1}_\epsilon(y)- intervalo de t, puntos de [1/2^n,1/2^{n-1}] ser estacionario fuera de esta N^n_\epsilon(y)-N^{n-1}_\epsilon(y)-intervalo. Mientras que esto es claro en el caso finito no es muy claro cómo se obtiene el final de la deformación de retracción de t a N_\epsilon(y) al N^m_\epsilon(y) es un infinito de la unión, los detalles acerca de esto en el lema 2. Para aplicar este lema, uno simplemente debe tener en cuenta que N_\epsilon(y) abierta en N_\epsilon(y) implica que el X es generado por N_\epsilon(y)N^n_\epsilon(y). Por lo tanto, obtener la deformación de retracción de n\ge m a N_\epsilon(y). La deformación de retracción de N^m_\epsilon(y) N^m_\epsilon(y)es evidente desde y y el balón N^m_\epsilon(y)=\phi^m_\alpha(B(z,\epsilon^m_\alpha)) retrae a B(z,\epsilon^m_\alpha) en la forma obvia. Hemos terminado.

Lema 1. Si z es un compacto de espacio métrico con la métrica X y d, A son cerrados disjuntos subconjuntos de aBX. Esto implica que la configuración de d(A,B)=\inf_{a\in A}d(a,B)>0, \epsilon=d(A,B)/2 y B(A,\epsilon) discontinuo y, en particular, si B(B,\epsilon) es cerrado en A, X está abierto en U X hay A\subseteq X tal que \epsilon>0. En el problema utilizamos el hecho de que si B(A,\epsilon)\subseteq UJ\subseteq\partial D^n.

Prueba. Suponga r((1-\delta,1]\times J)\subseteq B(J,\delta), entonces existe una secuencia d(A,B)=0 a_n tal que A. Desde 0=\lim_{n\to \infty}d(a_n,B) es compacto, podemos elegir un subsequence X convergentes a a_{n_k} porque a\in A es cerrado y desde A es continua obtenemos x\mapsto d(x,B), lo que significa 0=\lim_{k\to \infty}d(a_{n_k},B)=d(a,B) porque a\in B es cerrado, una contradicción. Por lo tanto B

Lema 2. Si d(A,B)>0 es un espacio generado por X X_n y cada una de las n\ge 0 deformación se retrae a X^n X^{n-1} n\ge 1 deformación se retrae a X.

Prueba. Si X_0 X\subseteq Y\subseteq Z es una deformación de retracción de F:Z\times [a,b]\to Z a Z Y es una deformación de retracción de G:Y\times [b,c]\to Y a Y, a continuación, definir la deformación de retracción X F\cdot G:Z\times [a,c]\to Z a Z \begin{equation*} F\cdot G(z,t)= \begin{cases} F(z,t)&t\in [a,b] \\ G(F(z,b),t)& t\in [b,c] \end{casos} \end{ecuación*} Es fácil comprobar que X es de hecho una deformación de retracción y que F\cdot G F\cdot G|Z\times [a,b]=F F\cdot G|Y\times [b,c]= G extiende F\cdot GF. Ahora supongamos G es una deformación de retracción de F_n:X_n\to [1/2^n,1/2^{n-1}]\to X_n a X_n por cada X_{n-1} y define inductivamente n\ge 1 y para D_1=F_1, n\ge 2 una deformación de retracción de D_n=F_n\cdot D_{n-1}:X_n\times [1/2^n,1]\to X_n a X_n. Ahora defina X_0 \begin{equation*} R_n(x,t)= \begin{cases} x & t\in[0, 1/2^n] \\ D_n(x,t) & t\in [1/2^n,1] \end{casos} \end{ecuación*} Es claro que R_n=X_n\times I\to X_n está bien definido y que cada una de las R_n extends R_{n+1}, de modo que podemos definir de la R_n R:X\times I\to X cualquier R(x,t)=R_n(x,t) tal que n. x\in X_n es continuo ya que cada una de las R es continua y el resto de las propiedades de deformación de retracción son fáciles de comprobar lo R|X_n\times I=R_n es nuestra deseada de la deformación de retracción de R a X.

EDIT: he encontrado una manera mucho más sencilla de definir X_0 y también para demostrar que es continua. Se basa en la proposición A. 17 que aparece más tarde y le dice que si F_\alpha es un cociente mapa lo es q:X\to Y es también un cociente mapa. Vamos q\times 1:X\times I\to Y\times I, T_\alpha:C_\alpha\times I\to C_\alpha ser una deformación de retracción de T_\alpha(x,t)=r(R_\alpha(r^{-1}(x),t)) a C_\alpha. Tenga en cuenta que \phi_\alpha^{-1}(V) es una C_\alphasaturada subconjunto de \phi e lo D^n es un cociente de mapa y, a continuación, también lo es \phi_\alpha|C_\alpha:C_\alpha\to \phi_\alpha(C_\alpha). A continuación, \phi_\alpha|C_\alpha\times 1:C_\alpha\times I\to \phi_\alpha(C_\alpha)\times I puede ser definido como el mapa que hace que el siguiente diagrama conmutativo.

\begin{equation} \begin{CD} C_\alpha\times I @>\phi_\alpha|C_\alpha\times 1>> \phi_\alpha(C_\alpha)\times I\\ @VVT_\alpha V @VVF_\alpha V\\ C_\alpha @>\phi_\alpha>> \phi_\alpha(C_\alpha) \end{CD} \end{equation}

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X