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¿Qué papel tiene la diferenciabilidad jugar en la Topología?

Mi pregunta es indicado en el título. Como un breve resumen de la experiencia, me gustaría decir que no saben nada acerca de la Topología. Al poco me fue expuesto a la que llegó como un aparte en mi Cálculo Multivariable de la clase; estamos hablando que el límite de menos de superficies podemos aplicar Stokes y el Teorema de la conclusión de que el $\int_\Sigma (\nabla\times \vec{F})\cdot d\vec{S}=0.$ Nos menciona que cualquier superficie que es "topológicamente equivalente a una esfera, toro, toro con dos agujeros", etc., se ajusta a la ley (es decir, se clasifican por "género", o el número de agujeros). Además, dijo que cada una de estas superficies (con diferente número de agujeros) es "topológicamente distintos", porque uno tendría que "rip" o "desgaste" de la superficie para conseguir otro, pero en este "juego" sólo nos permite "estirar" o "torcer" como los medios de deformación.

También he escuchado que, de paso, los términos "suave" y "diferenciable", que se aplica en el contexto de la Topología. Mi pregunta es ¿que viene en la Topología. Si, como según mi comprensión muy limitada, la Topología es el estudio de la "deformación" de figuras de acuerdo a ciertas reglas, ¿cómo la diferenciabilidad entrar en la foto? Además, no estamos considerando todas las figuras, es decir, incluso las figuras que van más allá de la noción de "función" y no necesariamente será capaz de diferenciar? Tal vez desde mi conocimiento es tan vago sobre el tema, que me estoy perdiendo un hecho evidente. De todos modos, gracias de antemano.

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HappyEngineer Puntos 111

Que bien podría responder a esto.

La diferenciabilidad no tiene nada que ver con la topología general. La definición que se utilice:

La topología es el estudio de la "deformación" de figuras de acuerdo a ciertas reglas

es un útil de motivación para la topología, pero es sólo una idea inicial. Una verdadera definición de la topología es "el estudio de la continuidad".

La diferenciabilidad sólo tiene sentido si podemos hablar acerca de las tasas de cambio, y de topología general, no tiene ni siquiera una noción de "dirección".

En topología general, podemos definir el concepto de un colector. Una $n$-colector es un espacio que se ve "local" como Euclidiana $n$-espacio. Por ejemplo, una esfera es una $2$-colector, porque si usted está en un punto de la esfera, los otros puntos de cerca puede ser dado de coordenadas. Dado que los pares de números reales, puede asignar (de forma continua) a una única de puntos cerca de usted, y que el mapa llega a todos los puntos cerca de usted. Nosotros llamamos a estas coordenadas locales de un "gráfico".

Esto todavía no nos lleva a la diferenciación de la esfera. Si usted y yo estamos en dos puntos de cerca uno de otro, y yo también podría tener salvajemente diferentes gráficos. En particular, para los puntos que están "cerca" de nosotros, lo que parece un "suave" de la curva o función en sus coordenadas podría parecer "no uniforme" en mi coordenadas. Para "suavizar" hacer sentido en el conjunto del colector, estas tablas tienen que estar de acuerdo acerca de lo que es suave.

Así que tenemos que añadir una estructura a un colector para hacer que sea diferenciable. Esencialmente, si $S$ es el conjunto de puntos cerca de usted y de mí, entonces el mapa de las coordenadas de los puntos en $S$ tus coordenadas para los puntos en $S$ tiene que ser derivable para nosotros ser capaces de hablar de "suavidad" en el colector.

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Hui Yu Puntos 5727

Yo diría que este es un muy profundo pregunta, y tengo que admitir que yo no puedo dar una buena/ respuesta corta. Pero para empezar puede ser que desee mirar a la Topología de la Diferenciable punto de vista, que no suponga mucho del lector, y continuar con Formas Diferenciales en Topología Algebraica, que puede ser que necesite un poco de fondo en el álgebra y la topología.

Según mis limitados conocimientos, nada responde a su pregunta mejor que Milnor y Bott & Tu.

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