“基本群在开覆盖下由群呈示粘合,交集映射决定 amalgamated free product。道路连通与共同基点保证回路可分段比较。该定理计算曲面、结补和 CW 复形基本群,并与Mayer–…”
形式陈述 ​
拓扑空间
使
直觉
道路连通要求任意两点之间存在一条由区间连续参数化的运动轨迹,比不能被开集分离的连通性更具构造性。参数只负责给运动排序并保证连续,不要求恒速、可导或不自交。路径的像本身是连通集,所以道路连通必推出连通;反向失败源于空间可能整体粘在一起,却缺少可穿过极限缝隙的连续曲线。路径可拼接和反向,因此道路可达形成等价关系。
例子与边界
凸子集通过直线段
若一族道路连通子集共有一个公共点,那么任意两点都可先沿路径走到公共点再离开,所以其并仍道路连通。仅有闭包相交不足以替代实际交点:两条互不相交、无限逼近的曲线可能仍属于不同道路分支。局部道路连通条件会进一步保证道路分支是开集。
推论与应用
连续路径定义道路连通,并蕴含连通性;任意连续映射的像也保持道路连通。路径同伦组成基本群,覆叠的提升也沿路径传播。流形和 CW 复形等局部道路连通空间中,道路分支与连通分支一致,使逐分支分析更直接。
参考资料
- James R. Munkres, Topology, 2nd ed., Prentice Hall, 2000,§24。
- Walter Rudin, Principles of Mathematical Analysis, 3rd ed., McGraw-Hill, 1976,Ch. 2。