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当时,H1(x,2t)=H1(x,1)=g(x)=H2(x,2t-1),因此H1H2的定义合理.根据粘合引理,它是连续的.容易验证 ▎
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把C(X,Y)在同伦关系下分成的等价类称为映射类.所有映射类的集合记作[X,Y].
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例1说明,当Y是En的凸集时,[X,Y]中只有一个映射类.
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例4 设X是单点空间{x}.则C({x},Y)与Y之间有一个自然的一一对应:f→f(x).∀y∈Y,记fy为像点是y的映射.则fy1到fy2的一个同伦就是Y中从y1到y2的一条道路,y1和y2在Y的同一道路分支中.因此[{x},Y]与Y的道路分支的集合有一个一一对应关系.特别当Y道路连通时,[{x},Y]只有一个映射类.
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命题4.2 若则
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证明 设规定连续映射F:X×I→Y×I为
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F(x,t)=(F(x,t),t)
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(称为F的柱化).则(请读者自己验证.) ▎
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如果f同伦于一个常值映射,则称f是零伦的.
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例5 设X是En的凸集,则idX∶X→X零伦(例1).设e是X到X的一个常值映射,则对任何拓扑空间Y和连续映射f∶X→Y,(用命题4.2),fe是常值映射,因此f是零伦的.特别对道路连通空间Y,[X,Y]只有一个映射类(见本节习题2).
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I=[0,1]是凸集,因此拓扑空间X上每条道路(注意它是映射)都同伦于点道路.道路连通空间的任何两条道路都同伦.这样,道路的一般同伦并不能反映出空间的很多信息.对道路,下面所用的是一种有附加要求的同伦.
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定义4.2 设A⊂X,f,g∈C(X,Y).如果存在f到g的同伦H,使得当a∈A时,H(a,t)=f(a)=g(a),∀t∈I,则称f和g相对于A同伦,记作称H是f到g的相对于A的同伦,记作(或.
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例6 设Y是En的凸集,f,g∈C(X,Y).如果x使得f(x)=g(x),则f到g的直线同伦H满足H(x,t)=f(x)=g(x),∀t∈I.记A={x∈X|f(x)=g(x)},则
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下面是命题4.1和4.2的平行结果,证明从略.
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命题4.3 取定A⊂X,则C(X,Y)中相对于A的同伦也是等价关系.
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命题4.4 设并且f0(A)⊂B,则
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定义4.3 设a,b是X上的两条道路,如果则称a与b定端同伦,记作
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