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Sorprendentes aplicaciones de la topología

Hoy en clase nos pusimos a ver cómo utilizar la Brouwer teorema de Punto Fijo de $D^2$ para demostrar que $3 \times 3$ matriz $M$ con real positivo entradas tiene un autovector con un autovalor positivo. La idea es así: considerar $T = \{ (x,y,z) \mid x + y + z = 1, x, y, z \geq 0 \}$. Este es un triángulo en $\mathbb R^3$. Tomar un punto de $\overline x \in T$, y considerar $\lambda_x M \overline x \in T$, $\lambda_x \in \mathbb R$. Este es un vector que es lo que equivale a unos $y \T$. En particular, $\lambda_x M$ es un homeomorphism $T \T$. Por lo tanto tiene un punto fijo de $\overline x$. Por lo que $\lambda_x M \overline x =\overline x \implica M \overline x = \frac{1}{\lambda_x} \overline x$. Por lo que $\overline$ x es un autovector con autovalor $\frac{1}{\lambda _x}$, que sin duda es positivo.

Yo estaba muy sorprendido cuando esta pregunta se acercó, ya que estamos estudiando fundamentales de los grupos en el momento y que no parece el más mínimo relacionados con autovalores en primera. Mi pregunta es: ¿cuáles son algunos otros ejemplo de las sorprendentes aplicaciones de la topología?

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Travis Puntos 30981

Francisco Su descritos en 1999 ("Alquiler de Armonía: Sperner del Lexema en la Feria de la División", Amer. De matemáticas. Mensual, 106, 1999, 930-42) cómo aplicar Sperner del Lexema---que dice que todo lo que se llama Sperner para colorear de una triangulación de un $$n-simplex contiene una celda de color con un conjunto completo de colores---para producir una lista de distintos tamaños alquileres de habitaciones en una casa compartida que están justo en un cierto sentido que tiene en cuenta todos los compañeros de las preferencias. Consulte la columna "Dividir el Alquiler, puede Empezar Con un Triángulo", (New York Times de 2014 28 de abril) para una interesante herramienta interactiva que ilustra el algoritmo que aprovecha el lema.

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jmans Puntos 3018

¿Qué prueba de Furstenberg de la infinitud de números primos?

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Nielsen–Schreier teorema (un subgrupo de un grupo libre es libre) puede ser comprobada mediante métodos elementales de topología algebraica.

Mi favorito personal es el bastante profundo resultado de que cada finito dimensionales división de álgebra más de $\mathbf{R}$ tiene dimensión $1,2,4$, o $8$. Este resultado parece ser debido Kervaire y Milnor; la prueba utiliza los métodos de avanzada de la topología algebraica. Accesible una página de prueba con los K - teoría fue dada por Adams y Atiyah, ver aquí (que en realidad demuestran un mayor resultado general sobre el invariante de hopf de un problema, de que la declaración de que la mención es un corolario). En la actualidad no puramente algebraica de la prueba es conocida.

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Steven Lu Puntos 866

La prueba del Teorema de Cayley – Hamilton en el caso de valores propios diferentes es muy fácil. La extensión general caso en cualquier campo es posible utilizar la topología de Zariski.

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Brad Tutterow Puntos 5628

El problema de dividir el collar en combinatoria ha sido bellamente resuelto por Alon y al oeste con el teorema de Borsuk-Ulam.

http://en.wikipedia.org/wiki/Necklace_splitting_problem

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