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8.用反证法.假设f没有不动点.规定S1上的对径映射为h∶S1→S1,即h(z)=-z,∀z∈S1.因为∀z∈S1,f(z)≠z=-h(z),由例2知而h与id同伦(请读者自证),从而与条件相违,故f无不动点.
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§2
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1.当X是平凡拓扑空间时,任何映射f∶Y→X都连续.于是X中任何两条有相同起终点的道路都定端同伦,于是π1(X,x0)只有一个元素.
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2.离散拓扑空间的每个道路分支都是单点集,从而它的道路都是点道路,以x0为起终点的闭路就只有一条,从而π1(X,x0)只有一个元素.
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3.理由同第2题.
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5.因为rπiπ=(ri)π是恒同,得结论.
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6.是闭路,X单连通,则定端同伦于点道路e,于是
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7.∀α∈π1(X,x0),ω-1αω=ω′-1αω′
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∀α∈π1(X,x0),αωω′-1=ωω′-1α.
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8..∀α,β∈π1(X,x0).取ω,ω′是x0到x1的两个道路类,使得ωω′-1=β.由于得到αβ=βα(见上题).
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.设ω,ω′是x0到x1的两个道路类,则就有ωω′-1∈π1(X,x0).于是,∀α∈π1(X,x0),αωω′-1=ωω′-1α.再由上题,得
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§3
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1.记a0∶I→S1为a0(t)=ei2πt,b0∶I→S1为b0(t)=-ei2πt=f(a0(t)),则〈a0〉和〈b0〉分别生成π1(S1,1)和π1(S1,-1),并且fπ(〈a0〉)=〈b0〉.
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2.a0如上题,则fπ(〈a0〉)=〈a0〉n.因为π1(S1,1)由〈a0〉所生成,所以∀α∈π1(S1,1),有fπ(α)=αn.(若用加法记号,则可表示为fπ(α)=nα.)
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3.用§1的习题6.
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4.用上题,分别在左右两个圆周上构造relx0的同伦,拼成所要的同伦.
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5.平环同胚于S1×I,用定理4.4.
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