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Considere $\mathsf{A,B,C},$ $\dots$ en una fuente sans serif. Cada uno de ellos da un gráfico en el plano. Clasifícalos en clases de homeomorfismo.

El problema:

Demuestre que el homeomorfismo es una relación de equivalencia en los espacios topológicos. Consideremos ahora las letras mayúsculas del alfabeto $\mathsf{A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z},$ en una fuente sans serif. Cada uno de ellos da un gráfico en el plano. Clasifícalos en clases de homeomorfismo. (¡La partición puede depender del tipo de letra! En particular, $\mathsf{K}$ puede ser complicado).


Lo que tengo hasta ahora:

$\mathsf{C\cong G\cong I \cong J \cong L \cong U \cong V \cong Z}$

No son curvas cerradas y pueden curvarse y doblarse entre sí.

$\mathsf{D\cong O}$

Curvas cerradas que pueden doblarse fácilmente entre sí.

$\mathsf{C \ncong O}$ ya que la eliminación de un punto en $\mathsf{C}$ hace que se desconecte mientras $\mathsf{O}$ se mantiene conectado.

$\mathsf{E\ncong O}$ por la misma razón.

$\mathsf{E\cong F}$

La cola de espera en $\mathsf{E}$ se puede encoger y la línea inferior girar y encoger para hacer la línea recta de pie para $\mathsf{F}$ . Y el mismo proceso inverso para $\mathsf{F}$ que son homeomorfismos.

$\mathsf{K\cong X}$ Esto es fácil de ver.

y $\mathsf{K \ncong H}$ ya que borrar un punto en $K$ da 4 componentes pero no en $H$ .

No veo ninguna letra congruente para $\mathsf{A}$ y $\mathsf{H,R}$ así que creo que cada uno está solo.

$\mathsf{P\cong Q}$ está claro.

$\mathsf{E\cong F\cong T \cong Y}$ también.

$\mathsf{M\cong N\cong W}$ también es fácil de ver.

¿Es esto correcto? Agradecería cualquier corrección.

3voto

Ivo Terek Puntos 27665

Los homeomorfismos permiten torcer y doblar, pero no cortar (permanentemente). Aquí se puede pensar en la conectividad para decidir cuándo dos letras son no homeomórficos (por ejemplo, quitar un punto a cada letra, etc.). No voy a hacer todo aquí, ya que creo que este ejercicio es muy importante para tener una idea de estas cosas, pero aquí hay algunos ejemplos:

$${\sf C}\cong {\sf I} \cong {\sf V}, \quad {\sf D} \cong {\sf O}, \quad {\sf A}\not\cong {\sf O}, \quad {\sf L}\not\cong {\sf D}.$$

Esta clasificación también se puede hacer pensando en clases de homotopía en lugar de clases de homeomorfismo. No creo que sirva de nada intentar escribir homeomorfismos explícitos aquí. Es decir, ¿qué vas a hacer, parametrizar la carta? Lo mejor que podemos ganar aquí es la intuición.

Les remito al primer capítulo de Primer curso de topología algebraica - Czes Kosniowski . Es un libro muy bonito y puede ayudarte a conseguirlo.

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