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充分性 若根据定理5.3,存在p∶E→B的提升h∶E→E和h′∶E→E,使得h(e)=e′,h′(e′)=e.于是h′h也是p∶E→B的提升,并且h′h(e)=e.由提升唯一性,h′h=id.同理hh′=id.于是h是同胚,h∈(E,p). ▎
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然而,在一般的复叠空间中,命题5.8的条件并不是总能成立的.
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例1 考察§1例4中的复叠空间.记字形的切点为b0,则p-1(b0)是复叠空间中的三个切点e1,e2,e3(图5-10).不难证明复叠空间的每个自同胚必须保持e2不动,从而它只有恒同这一个复叠变换.
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图5-10
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3.2 正则复叠空间
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定义5.3 复叠映射p∶E→B如果对某个e∈E,He是π1(B,p(e))的正规子群,则称p是正则复叠映射,称(E,p)是B上的正则复叠空间.
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事实上,当(E,p)是B上的正则复叠空间时,∀e′∈E,都是π1(B,p(e′))的正规子群.这是因为从e到e′的道路类导出的同构和导出的同构使图表交换,于是是π(B,p(e′))的正规子群.
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因为正规子群只和自己共轭,所以对于正则复叠空间,当e,e′在同一纤维中时,即∀b∈B,∀e∈p-1(b)决定π1(B,b)的同一正规子群He,以后将它记作Hb.
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从命题5.8容易推出,(E,p)是B上的正则复叠空间的充要条件是:∀e,e′∈E,如果p(e)=p(e′),则存在复叠变换把e映为e′.
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例2 把S3看作2维复空间C2中的单位球面
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S3={(z1,z2)|‖z1‖2+‖z2‖2=1}.
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作f∶S3→S3为其中p,q为自然数,(p,q)=1(p,q互素).则f是周期同胚,fp=id,并且当1≤r<p时,fr没有不动点(因为和都不是整数,并且z1,z2不能都为0).记商空间S3/f为L(p,q),称为透镜空间.根据命题5.1,粘合映射π∶S3→L(p,q)是复叠映射,并且f是复叠变换.每个纤维都是S3在f作用下的轨道(即点集{x,f(x),…,fp-1(x)}),于是同一纤维中任何两点e和e′都有复叠变换(f的幂)把e映为e′.因此π是正则复叠映射.
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不难看出,L(2,1)=P3.
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一般地,命题5.1中所给出的复叠映射p∶X→X/f都是正则的.因此,§1中例1,例2,例5和例6给出的都是正则复叠映射.
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p:E1→S1,xei2πx和§1例3给出的也都是正则复叠映射.
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