“定向流形上的微分形式经外微分满足边界积分公式。$d^2=0$ 与 Stokes 说明恰当形式在闭循环上积分为零,进而连接de Rham 上同调。PDE 中的弱形式、物理守恒律、积分变换和 G…”
形式陈述 ​
设
余边界算子
定义,因
连续映射
所以上同调是反变函子。若系数为交换环
直觉
上链给每条链分配系数,余边界算子检查这种测量是否能由低一维势函数产生。余循环是对边界不敏感的测量,余边界则是可由前一维数据解释的平凡测量;商掉后留下空间的全局障碍。反变性来自预复合:空间映射把链向前送,测量只能沿相反方向拉回。
例子与边界
对道路连通非空空间,
对映射
也就是说,目标圆上的“绕行测量”拉回后会在定义域记录
推论与应用
奇异链复形取 Hom 后方向反转,形成上同调的代数来源;杯积把各维群组织成分次环,比单纯群更精细。同伦等价保持上同调,微分形式的 de Rham 上同调则把光滑积分与拓扑不变量连接起来。特征类、障碍理论和对偶性利用的正是可乘、反变的结构;代数几何中的层上同调又把同一套局部到整体语言推广到函数与截面。
参考资料
- Allen Hatcher, Algebraic Topology, Cambridge University Press, 2002,Ch. 3, singular cohomology and universal coefficients。
- Glen E. Bredon, Topology and Geometry, Springer, 1993,Ch. VI, cochains and cohomology。