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Asignaciones de $S^n$ a $S^n$ con el grado de impar

Dejemos que $f:S^n\rightarrow S^n$ ser de grado impar, es decir $f^*(1)$ es impar donde $f^*:H_n(S^n)\rightarrow H_n(S^n)$ es el mapa inducido en la homología. Demostrar que existe un $x\in S^n$ con $f(-x)=-f(x)$ .

Intenté imitar la demostración del teorema de Borsuk-Ulam, pero sin logros.

Incluso en el caso de $S^1$ No puedo ver cómo sucede esto, principalmente porque no sé cómo convertir la condición de la homología en algo más intuitivo los. ¿Debo utilizar una definición alternativa de los grados en este caso?

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Tomas Dabasinskas Puntos 41

Si $f(x)$ y $f(-x)$ nunca son puntos opuestos, entonces podemos deformar $f$ a un nuevo mapa $g$ cuyo valor en ambos $x$ y $-x$ es el punto medio del único arco más corto que une $f(x)$ a $f(-x)$ . Pero el mapa $g$ por factores de construcción a través de $RP^n$ . Por tanto, su grado es necesariamente par (por ejemplo, contando las imágenes inversas de un punto genérico).

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Debería haber pensado en esto. La prueba de que cualquier $f:S^n\rightarrow S^n$ sin punto fijo es homotópica a la antípoda es muy similar a ésta. En ambos casos, el segmento que une las dos funciones $f,g$ ( $f(x),f(-x)$ y $f(x),-x$ explícitamente) no pasa por el origen. Entonces podemos formar $ft+g(1-t)$ y proyectarlo a la esfera para obtener la homotopía entre $f,g$ (y cualquier mapa intermedio para un $t$ ). En este caso nos detenemos en el punto medio para formar una función par, para dar un grado par.

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Buena respuesta +1.

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@MikhailKatz la respuesta es incompleta ya que $\mathbb{RP}^n$ es orientable sólo cuando $n$ es impar. Para completar la prueba hay que considerar el caso en el que $n$ es par, entonces $f$ sería homotópico a su precomposición con el mapa antipodal, dando lugar a una contradicción.

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