《拓扑学》2007 年秋季学期教学纲要 |
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注意:这个纲要中不包括期末考试不考的“选讲”内容(比如泛复迭空间的存在性定理) |
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第1周9月12日:拓扑学的直观认识,课程简介,集合论简单回顾 |
主要概念: | 集合,子集,幂集,交,并,差,余集,De Morgan 公式,映射,像,原像,单射,满射,复合,恒同映射,包含映射,笛卡尔积,关系,等价关系,商集 |
特别关注: | 等价关系 |
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第1周9月14日:拓扑公理,拓扑空间中的一些基本概念,度量空间 |
主要概念: | 拓扑公理,开集,邻域,内点,内部,闭集,聚点,闭包,稠密,可分,点列的收敛性,子空间拓扑,度量空间 |
常用例子: | 欧氏拓扑,平凡拓扑,离散拓扑,余有限拓扑,余可数拓扑,度量拓扑 |
特别关注: | 拓扑公理,度量空间 |
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第2周9月19日:连续映射及其基本性质,同胚映射 |
主要概念: | 映射在一点处的连续性,连续映射,同胚,拓扑性质,拓扑概念,粘接引理,开/闭映射 |
常用例子: | 常值映射,球极投射,嵌入映射,度量空间中的连续性 |
特别关注: | 连续映射,同胚 |
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第2周9月26日:拓扑基与邻域基,乘积空间,可数公理(上) |
主要概念: | 拓扑基,邻域基,两个拓扑空间的乘积,投射,分量,C1 及 C2 可数公理,拓扑性质的遗传性和可乘性 |
常用结论: | 到乘积空间的映射连续当且仅当分量都连续,可分度量空间满足 C2 公理 |
特别关注: | 拓扑基,邻域基 |
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第3周9月28日:分离公理,可数公理(下),一些较难构造的相关反例 |
主要概念: | T1,T2,T3,T4 分离公理,Hausdorff 空间,拓扑流形,C1,C2 可数公理 |
常用结论: | T2=>T1,T1+T3=>T2,T1+T4=>T3,度量空间满足 T1,T2,T3,T4 公理,C2+T3=>T4 |
特别关注: | Hausdorff 空间,C2 空间 |
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第5周10月10日:Urysohn 引理及相关定理 |
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主要概念: | Urysohn 引理,Tietze 扩张定理,Hilbert 空间,可度量化,Urysohn 度量化定理,收缩核,收缩映射 |
特别关注: | Urysohn 引理 |
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第5周10月12日:紧致与列紧 |
主要概念: | 覆盖,紧致,列紧,δ-网,Lebesgue 数,Hausdorff 空间的紧致子集,紧致的可乘性,局部紧致,一点紧化 |
常用结论: | 度量空间中紧<=>列紧,紧空间的闭子集紧,紧空间的连续像紧,Hausdorff 空间的紧子集闭,紧空间到 Hausdorff 空间的可逆连续映射是同胚,紧空间的乘积紧 |
特别关注: | 紧致性 |
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第6周10月17日:仿紧等其它紧性,连通性 |
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主要概念: | 连通,连通分支,局部连通 |
常用结论: | E1 的子集连通<=>是区间,连通空间的连续像连通,有连通稠密子集的空间连通,连通核心+连通覆盖=>连通,连通分支是互不相交的闭集 |
特别关注: | 连通性 |
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第7周10月24日:道路连通性,拓扑性质与同胚 |
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主要概念: | 道路,起点,终点,闭道路,点道路,乘积道路,逆道路,道路连通,道路分支,局部道路连通 |
常用结论: | E1 的子集道路连通<=>是区间,道路连通=>连通,道路连通空间的连续像道路连通,道路连通核心+道路连通覆盖=>道路连通,局部道路连通空间中道路分支=连通分支 |
特别关注: | 道路连通分支 |
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第7周10月26日:商空间与商映射 |
主要概念: | 商空间,商拓扑,粘合映射,商映射,几何锥,拓扑锥,实射影空间,贴空间 |
常用结论: | 开/闭映射是商映射,紧致空间到 Hausdorff 空间的连续满射是商映射,商映射在定义域上诱导的关系决定的商空间同胚于其完全像空间 |
特别关注: | 商映射 |
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第8周10月31日:拓扑流形,闭曲面分类定理(上) |
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主要概念: | 拓扑流形,边界,内部,闭流形,闭曲面,平环,Mobius 带,射影平面,环面,Klein 瓶,环柄,交叉帽,曲面的可定向性及亏格,标准多边形表示,连通和 |
常用结论: | 闭曲面分类定理 |
特别关注: | 闭曲面的分类 |
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第9周11月9日:Euler 数与定向,其它内容选讲 |
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主要概念: | 单形,复形,闭曲面的三角剖分,闭曲面的 Euler 数,单形上的定向,被剖分的闭曲面的可定向性 |
常用结论: | gT2 可定向且 Euler 数为 2-2g,kP2 不可定向且 Euler 数为 2-k |
特别关注: | Euler 数 |
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第10周11月14日:关于群的常用知识(上),映射的同伦 |
主要概念: | 群,同态,同构,交换群,循环群,正规子群,陪集,商群,换位子,交换化,同伦,伦移,映射类,柱化,零伦,相对同伦,道路的定端同伦,道路类 |
特别关注: | 映射的同伦 |
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第11周11月21日:基本群 |
主要概念: | 基点,闭道路类的运算,基本群,连续映射诱导的基本群的同态,基点移动轨迹诱导的基本群的共轭,单连通,圆周的基本群,圈数 |
常用结论: | 道路连通空间基本群同构类是拓扑不变量,π1(S1)≌Z,n>1 时 Sn 单连通 |
特别关注: | 基本群的定义 |
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第11周11月23日:基本群的同伦不变性 |
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主要概念: | 同伦等价,同伦逆,收缩,形变收缩,强形变收缩,圆束,可缩空间 |
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常用结论: | 同伦的映射诱导的基本群的同态只差一个同构,同伦等价诱导基本群的同构,与粘法相容的形变收缩诱导商空间的形变收缩 |
特别关注: | 形变收缩 |
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第12周11月28日:关于群的常用知识(中),Van Kampen 定理,基本群的应用 |
主要概念: | 字,约化字,自由群,生成元,关系,有限表出群,自由积,Van Kampen 定理(包括两种空间分解条件和两个常用特例) |
主要例子: | Brouwer 不动点定理,代数基本定理,区分曲面的边界点和内点 |
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特别关注: | Van Kampen 定理 |
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第13周12月5日:关于群的常用知识(下),闭曲面分类定理(下),Jordan 曲线定理 |
主要概念: | 交换化,有限生成交换群的直和分解,秩和挠系数及其算法 |
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主要例子: | 计算闭曲面基本群->计算该群的交换化->证明 gT2 和 kP2 各不相同 |
特别关注: | 闭曲面基本群的计算 |
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第13周12月7日:复迭空间 |
主要概念: | 复迭映射,复迭空间,底空间,基本邻域,纤维,叶数,轨道空间,映射的提升,半单连通,局部半单连通 |
常用结论: | 映射提升的唯一性,道路提升的存在唯一性,复迭空间的基本群 |
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特别关注: | 复迭空间 |
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第14周12月12日:关于映射提升的几个定理 |
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常用结论: | 同伦提升定理,映射提升定理 |
特别关注: | 映射提升的存在性 |
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第15周12月19日:复迭空间的同构,复迭变换,正则复迭空间 |
主要概念: | 复迭空间的同态和同构,复迭变换,复迭变换群,正则复迭空间,透镜空间,泛复迭空间 |
主要结论: | 存在复迭变换 h:e|->f 当且仅当 He=Hf,正则复迭空间中 D(E,p)=π1(B,b)/He |
特别关注: | 正则复迭空间 |
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第15周12月21日:复迭空间的存在性,其他例子选讲 |
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第16周12月26日:期末总结复习 |
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