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§5 道路连通性
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道路连通是在直观连通概念基础上演化来的另一个拓扑性质.对于它,“道路”是关键概念.
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5.1 道路
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道路概念是“曲线”这种直观概念的抽象化.曲线可看作点运动的轨迹.如果把运动的起、终时刻记作0和1,那么运动就是闭区间[0,1]到空间的一个连续映射,曲线就是这个映射的像集.拓扑学中把这个连续映射称作道路,它比像集包含更丰富的含义.
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定义2.9 设X是拓扑空间,从单位闭区间I=[0,1]到X的一个连续映射a:I→X称为X上的一条道路.把点a(0)和a(1)分别称为a的起点和终点,统称端点.
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道路是指映射本身,而不是它的像集.事实上可能有许多不同道路,它们的像集完全相同.在作图时,很难把映射表示出来,只能以它的像集代表它,并且画一箭头表示点运动的方向(图2-7).
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图2-7
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如果道路a:I→X是常值映射,即a(I)是一点,就称为点道路.点道路完全被像点x决定.本书中把它记作ex.
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起点与终点重合的道路称为闭路.例如点道路是闭路.
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道路有两种运算:逆和乘积.
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定义2.10 一条道路a:I→X的逆也是X上的道路,记作规定为∀t∈I(图2.8(a)).
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图2-8
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X上的两条道路a与b如果满足a(1)=b(0),则可规定它们的乘积ab,它也是X上的道路,规定为
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(因为a(1)=b(0),当t=1/2时,a(2t)=a(1)=b(0)=b(2t-1).所以ab是确定的,并且由粘接引理知道,它是连续的.)(图28.(b)).
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下面列出关于逆和乘积的几个性质,它们是容易验证的.
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