푸앵카레의 추측

수학노트
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개요
  • 푸앵카레의 추측
    단순연결된 컴팩트 3차원 다양체는 3차원 구와 위상적으로 같다
     

 

 

단순연결된 공간[[대수적위상수학|]]
  • 단순연결된 공간이 무엇인지 알기 위해서느
  • 호모토피
    • 공간 사이에 주어진 하나의 연속함수를 '연속적으로 변화'시켜 다른 연속함수를 얻을 수 있을 때, 두 연속함수는 호모토픽하다고 말함.
      • 공간에 있는 하나의 루프를 연속적으로 변화시켜 점으로 만들 수 있다면, 호모토피의 관점에서 루프는 점과 같다고 말할 수 있음.
    • 이 '연속적인 변화'를 호모토피라 부름.

[/pages/1954084/attachments/888134 180px-Homotopy_between_two_paths.png]

  • fundamental group
    • 구면의 경우 모든 루프는 한 점과 호모토픽.
    • 도넛의 경우는 구면의 경우와는 달리, 점으로 만들수 없는 루프가 존재.
    • 호모토픽한 루프들을 모아서 호모토픽 클래스라고 부름.
    • 호모토픽 클래스들 사이에 연산을 주어, 군을 만들수 있음.
    • 이 군은 공간에 놓여진 루프들의 호모토피 클래스에 대한 정보를 담고 있음.
    • 위상적 공간의 정보를 담고 있는 대수적인 물건.
  • 단일연결된 공간(simply connected space)
    • 모든 루프가 점과 호모토픽한 경우, 그 공간은 단일연결되었다고 함.
      • 구면은 단일연결되어있음.
      • 도넛은 단일연결되어있지 않음.

 

다양체(manifold)
  • 1차원 다양체 = 곡선
    • 원, 직선, ...
  • 2차원 다양체 = 곡면
    • 평면, 구면, 토러스, 
  • n-차원 다양체 : 곡선과 곡면의 n차원 일반화
    • 국소적으로 n-차원 유클리드 공간과 같은 공간을 n-차원 다양체라 한다

 

 

위상적으로 같음
  • homeomorphic, homeomorphism
  • 도넛과 커피잔의 관계처럼 연속적인 변화를 통해 두 위상적 공간을 같도록 만들 수 있다면, 위상적으로 같다고 말한다

 

 

재미있는 사실

 

 

 

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