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Cubriendo mapas en la vida real que se pueden demostrar a los estudiantes

Edit: he realmente disfrutamos de todos los ejemplos (sobre todo las fotos!), pero en su mayoría estaba buscando un teorema general. Por ejemplo, una declaración similar a la mía es, la asignación de cilindro de cada finito sábana que cubre el mapa de un número finito de gráfico de ser incrustado en $\mathbb{R}^3$? Este es el nivel de generalidad que me gustaría estar más interesados en el. En el segundo pensamiento, y después de leer los comentarios, creo que una comunidad wiki lista de ejemplos interesantes (como la de los de abajo) sería más útil a otros instructores. Si usted tiene alguna más, por favor, publicarlo!

Recientemente he enseñado a mis estudiantes acerca de la cobertura de los mapas de espacios topológicos, utilizando el ejemplo clásico de la real de liquidación de la línea en el círculo. Esta cubierta mapa puede ser exhibido en la vida real (bueno, no todos, pero un representante de fragmento). Todos los demás que cubre los mapas del círculo realmente puede ser exhibido con cadena. Otras cosas que pueden ser exhibidos incluyen la liquidación de la mitad superior del plano en el plano perforado, aunque esto es equivalente a la línea real que cubre el círculo.

Después de pensar un poco, parece que algunos gráfica de revestimientos (como una cubierta doble de la figura de ocho) se puede realizar en la vida real, aunque parece que no trivial de revestimientos de superficie no puede ser expuesto a menos que el círculo tiene límite. Mi pregunta es,

¿Cuál es la clase de cobertura de los mapas de gráficos o de dos dimensiones de CW-complejos que se pueden realizar en 3-espacio, es decir, de modo que hay una homotopy de la cubierta del espacio en $\mathbb{R}^3$ sobre la base de un espacio que es una isotopía de $0\leq t< 1$ y es la parte que cubre el mapa para $t=1$?

(Esta es mi definición de trabajo de "la vida real homotopy", ya que permite que las cosas touch, pero no pasan a través de cada uno de los otros. Puede haber una mejor definición).

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Nemanja Trifunovic Puntos 17239

Mi ejemplo favorito de un espacio de cobertura de la vida real es un estacionamiento de varios niveles, junto con todas las rampas de subida y bajada. Pasea un rato y estarás en una cubierta diferente.

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OilyRag Puntos 273

Para fines de clase, puede decirles a sus alumnos que probablemente ya estudiaron mapas de cobertura en el jardín de infantes al doblar papel, recortar una figura y luego desplegar el papel para ver una cadena de muñecas de papel:

texto alternativo

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Ola Karlsson Puntos 1441

El hecho de que el grupo fundamental SO (3) es Z / 2 a veces se muestra por un movimiento divertido del brazo, girándolo una vez mientras se mantiene la palma de la mano hacia arriba y retorciéndolo girándolo una vez más. Vea también este hilo en Stackexchange.

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Hiro Lee Tanaka Puntos 2421

He aquí un ejemplo que he aprendido de John Franks. Este es un buen ejemplo porque se utiliza para producir un ejemplo de Smale en la esfera de la eversión del problema. También se generaliza a incluir (por ejemplo) Se Sawin del comentario anterior.

Considerar el Chico de la superficie. Esta es una inmersión de $\mathbb{R}P^2$ a $\mathbb{R}^3$. Si usted mira su paquete normal, no hay ningún sentido de +1 o -1 (porque es no orientable), pero usted puede mirar a su asociado de la unidad de la esfera paquete. Esta es la orientación de la cubierta doble-un.k.una. la esfera, inmersos en $\mathbb{R}^3$. Mediante la ampliación de las fibras de la normal de paquete de 1 a 0, se ve la "cubierta homotopy" de $S^2$ sobre el Chico de la superficie, como usted pide.

Así que esa es la cosa que usted está buscando, pero vamos a ir más lejos, en vez de sólo la escala de 1 a 0, en escala de 1 a -1. Este es un homotopy, a través de inmersiones, de $S^2$ a sí mismo, y que conduce a un camino en el que usted puede evert la esfera (es decir, la ponga al revés). Creo que esta estrategia de vino originalmente de Shapiro, aunque cualquier históricos correcciones son bienvenidas!

Más generalmente, si usted se sumerja ninguna de las 2 dimensiones del objeto (es decir, una onu/orientable superficie con o sin límite) puede realizar el mismo truco, el examen de la unidad de longitud de los elementos de su paquete. Se Sawin ejemplo, tomar una incrustado banda de Möbius y examinar su unidad normal bundle--esto le da a la no-estándar de la incrustación del cilindro que estás pidiendo, y la ampliación del paquete normal a la sección cero le da la "cubierta homotopy" que usted busca.

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Rachel Puntos 738

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