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形变收缩

Deformation retract · Strong deformation retract

在整个同伦过程中固定子空间,把母空间连续压到该子空间。

条目类型
定义

形式陈述

AX 并赋予子空间拓扑,存在收缩 r:XA 与同伦 H:X×IX,满足

H(x,0)=x,H(x,1)=r(x),

并且对所有 aAtIH(a,t)=a,则 AX 的强形变收缩。于是包含 AX 是同伦等价。

直觉

形变收缩不仅说子空间与原空间同伦等价,还要求用一段连续运动把整个空间压到子空间,并在运动全过程中固定子空间每一点。这个“相对固定”条件让包含映射与收缩映射之间的关系非常具体。它保留同伦型,却会丢掉长度、面积和局部几何。

保持子空间固定的形变收缩
例子与边界

穿孔平面形变收缩到单位圆。闭圆盘不能形变收缩到边界圆,否则它们会具有相同基本群;普通收缩也不自动给出形变收缩。

圆柱 S1×[0,1] 可强形变收缩到中间圆 S1×{1/2},例如

H((z,s),t)=(z,(1t)s+t/2).

中间圆上的点在整个变形中保持不动。Möbius 带也可收缩到核心圆,但其邻域粘合带有扭转;形变收缩保存同伦型,并不会保存可定向性或边界结构等更精细的流形信息。

推论与应用

同伦若把恒等映射变到落入子空间的 retraction,且全程固定子空间,就得到形变收缩;它立即给同伦等价。因此基本群同调可在更小的骨架上计算。CW 复形中的自由面塌缩、配置空间简化和几何对象骨架提取都依靠可显式写出的形变。

参考资料
关系图谱10 个相邻概念 · 1 类关系

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