千葉大学 理学研究科 基盤理学専攻 数学・情報数理学コース 2016年8月実施 専門 B4
Author
祭音Myyura (co-authored with GPT 6 Astra)
Description
R3 の部分集合
A={(x,0,0):∣x∣≤1},B={(x,y,0):∣x∣+∣y∣≤1},S={(x,y,z):∣x∣+∣y∣+∣z∣=1}
を考え、X=A∪S,Y=B∪S とおく。
(1) X,Y を図示せよ。
(2) Hq(X;Z),Hq(Y;Z)(q=0,1,2)を求めよ。
(3) 包含 i:X↪Y が誘導する i∗:Hq(X;Z)→Hq(Y;Z) の像を求めよ。
题目描述
设 A 为连接 (−1,0,0) 和 (1,0,0) 的线段,B 为平面 z=0 内的实心菱形 ∣x∣+∣y∣≤1,S 为八面体表面 ∣x∣+∣y∣+∣z∣=1。令 X=A∪S,Y=B∪S。
(1) 画图。
(2) 求两空间的 0,1,2 次整数同调群。
(3) 求包含映射 i:X↪Y 在这些同调群上诱导映射的像。
Kai
(1)
S は正八面体の表面である。X はその内部に x 軸上の対角線 A を加えたもの、Y は赤道の菱形を円板 B で埋めたものである。薄い面は八面体の表面を表す。

(2)
S≅S2。A の両端を結ぶ S 上の単純な弧を取って一点に縮めると、X は S2∨S1 とホモトピー同値になる。従って
H0(X)=Z,H1(X)=Z,H2(X)=Z.
Y は上半分の円板 D+、下半分の円板 D−、赤道の円板 B の三枚を、共通の境界円周で貼り合わせた空間である。境界円周を一つの 0 セルと一つの 1 セルで表し、三枚を全て同じ境界向きになるように向き付けると、細胞鎖複体は
0⟶Z3(a,b,c)↦a+b+cZ0Z⟶0.
従って
H0(Y)=Z,H1(Y)=0,H2(Y)={(a,b,c)∈Z3:a+b+c=0}≅Z2.
(3)
両空間は連結なので q=0 の像は Z。q=1 の像は標的が零なので 0。
q=2 では H2(X) は球面 S の基本類で生成され、その像は [D+−D−]。H2(Y) の基底を
u=[D+−B],v=[D−−B]
と取れば i∗[S]=u−v。従って
imi∗=⎩⎨⎧Z0Z(u−v)={(m,−m):m∈Z}⊂Z2q=0,q=1,q=2.