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6.把三角形的三条边按图4-30所示方式粘接在一起.求所得商空间的基本群.
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7.证明:如果曲面M与N同胚,则它们的边界也同胚.并由此说明Möbius带与平环不同胚.
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图4-30
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8.设f:D2→E2连续.证明在下列条件之一成立时,f有不动点:
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(1)f(S1)⊂D2;
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(2)∀x∈S1,f(x),x与原点不共线;
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(3)∀x∈S1,线段过原点.
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9.设f:D2→D2连续,并且S1上每一点都不动,证明f是映满的.
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10.记是E3中以(i,0,0)为球心,为半径的球面,(图4-31).证明X单连通.
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图4-31
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*§6 Jordan曲线定理
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平面或球面上同胚于圆周S1的子集称为Jordan曲线,或称为简单闭曲线.
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定理4.10(Jordan曲线定理) 若J是E2上的一条Jordan曲线,则E2\J有两个连通分支,它们都以J为边界.
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这是一个应用十分广泛的著名定理.它看起来很直观,而证明起来很困难,但迄今已有不少证法.下面用基本群为工具给出一个证明.
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先指出几个明显事实.
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(1)E2\J是E2的开集,因此是曲面,并且没有边界点.它局部道路连通,从而连通分支就是道路分支,并且都是E2中的开集.
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(2)E2\J有唯一无界连通分支.
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