球面是否存在连续的基数4划分?
Define$X ^{{n\}:=\{A\子集X:
解答动态
A
=n\}$,基数为$n$的子集集。如果$X$是一个拓扑空间,$X^{{n\}$可以被认为是$X^n$减去扩展对角线的商而得到一个拓扑。
定义空间$X$的一个连续的$n$分区,将$X$划分成一组基数$n$,这样关联的函数$X\到X^{n\}$,向包含它的分区的元素发送$x$是连续的。我不知道这些是否有标准的符号或术语。)
是否存在一个连续的$4$分区?
我的假设是否定的,因为最明显的$4$-分区失败了。如果我们能找到射影平面${\rm\Bbb RP}^2$的一个$2$分划(也称为不动点对合),我们将是黄金分割,因为${\rm\Bbb RP}^2$的每个元素对应于球体$S^2$的一对对反极对,但根据Lefschetz不动点定理,这是不可能的。
可能有一些简单的代数拓扑解决方案,但不幸的是,我在代数拓扑方面不熟练。
对于进一步的猜想,我相信$s^2$的大小为$2$mod$4$,在以下意义上:如果从$s^2$中删除$k$点,那么结果是连续的$4$-分区iff$k\equiv2\pmod{4}$.
设$X$为流形,假设$f:X\to X^{n\}$为连续的$n$-分区。设$p:X\to Y$为与$X$分区相关联的商映射。我声称事实上$p$是一张覆盖图。(相反地,很容易看出来自一个$n$张覆盖图的任何分区都是连续的。)
为了证明这一点,让$y\在y$中,所以$y=\{x\u 1,\dots,x\u n\}$是$x$的一个$n$元素子集。设$U\U 1、\dots,U\U n$为$x\U 1、\dots,x\U n$的成对不相交邻域。然后是$X^{\{n\}}$的一个子集$U$,由集合组成,集合中每个$U\\U i$只包含一个元素,$U$的拓扑结构就是用$\prod U\\U i$标识它的乘积拓扑结构。通过$f$的连续性,存在$x\U 1$的邻域$V\U 1\子teq U 1$,使得$f(V\U 1)\subteq U$。将$f$为映射$V\U 1\到U\cong\prod U i$,我们可以将其视为每个$i$的连续映射$f\U i:V\U 1\到U i$的集合。因为$f$是一个分区,所以每个$f\ i$都是的。根据域的不变性(这是我们使用的假设$X$是流形的一个地方),这意味着$f\u i(V\u 1)$对于每个$i$是的,$f\u i$是$V\u 1\到f\u i(V\u 1)$的同胚。让我们写$V\\u i=f\\u i(V\\u 1)$。
所以,我们有的邻域$V\\u 1、$x\\u 1、$dots、V\\u n$,以及同胚$f\\u i:V\\u 1\到V\\u i$,这样我们的分区就把$\bigcup V\\u i$分成了$\{f\\u 1(x)、f\\u 2(x)、\dots、f\\u n(x)\}$的集合。因此,集合$W=p(V_1)=p(V_2)=\dots=p(V_n)$是$Y$中$p$的邻域,它被$p$均匀覆盖,$p^{-1}(W)=\bigcup V_i$和$p$将每个$V_i$映射到$W$同胚。
特别是在$S^2$的情况下,连续的$n$分区将给出一个具有$S^2$的曲面作为$n$覆盖空间。根据曲面的分类,这仅适用于$n=1,2$。
此外,如果对$k$次穿透球体$X$有一个连续的$n$分区,这将给出一个$n$片状覆盖图$p:X\到Y$。空间$Y$必须是一个具有有限生成基本群的连通曲面,因此是一个有限类型的曲面(可以显示它有有限多个端点,并且它的端点紧化是一个闭曲面)。因此$\chi(X)=n\chi(Y)$。因为$\chi(X)=2-k$,这意味着$k$必须是$2$mod$n$。- End
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