Bourbaki

§ 4. Đồng luân và phủ

1. Đồng luân và phủ

Mệnh đề 1 01Z5

Cho B là một không gian tôpô và E là một phủ của B. Cho B′B' là một không gian tôpô và f0f_0 và f1f_1 là các ánh xạ liên tục từ B′B' vào B. Nếu các ánh xạ f0f_0 và f1f_1 đồng luân, thì các phủ f0∗(E)f_0^*(E) và f1∗(E)f_1^*(E) của B′B' đẳng cấu.

Cho σ:B′×I→B\sigma : B'\times \mathbf{I}\rightarrow B là một phép đồng luân nối f0f_0 với f1f_1. Ta ký hiệu i0i_0 và i1i_1 là các ánh xạ x↦(x,0)x\mapsto (x,0) và x↦(x,1)x\mapsto (x,1) từ B′B' vào B′×IB'\times \mathbf{I}. Nếu t∈{0,1}t\in \{0,1\}, ta có ft=σ∘itf_t=\sigma \circ i_t và do đó các phủ ft∗(E)f_t^*(E) và it∗(σ∗(E))i^*_t(\sigma^*(E)) của B′B' đẳng cấu (I, p. 15). Vì không gian tôpô I\mathbf{I} liên thông địa phương và đơn liên (I, p. 127, hệ quả), các phủ i0∗(σ∗(E))i^*_0(\sigma^*(E)) và i1∗(σ∗(E))i^*_1(\sigma^*(E)) của B′B' đẳng cấu (I, p. 130, hệ quả 1 của mệnh đề 8).

Hệ quả 01Z6

Một không gian tôpô đồng luân với một không gian tôpô đơn liên là đơn liên.

Cho B và B′B' là các không gian tôpô, cho f:B→B′f: B\rightarrow B' là một tương đương đồng luân và cho g:B′→Bg: B'\rightarrow B là một ánh xạ liên tục, nghịch đảo của ff theo nghĩa đồng luân. Cho E là một phủ của B. Vì g∘fg\circ f đồng luân với ánh xạ đồng nhất của B, nên phủ E đẳng cấu với phủ f∗(g∗(E))f^*(g^*(E)) (mệnh đề 1). Nếu không gian B′B' đơn liên, phủ g∗(E)g^*(E) là tầm thường hóa được. Do đó, phủ E là tầm thường hóa được. Điều này chứng minh rằng không gian B là đơn liên.

Nhận xét 01Z7

Cho G là một nhóm tôpô rời rạc. Với ký hiệu của mệnh đề, giả sử E là một phủ chính với nhóm G. Khi đó các phủ f0∗(E)f_0^*(E) và f1∗(E)f_1^*(E) là các phủ chính đẳng cấu (I, p. 131, nhận xét).

Mệnh đề 2 (Nâng của các phép đồng luân) 01Z8

Cho B là một không gian tôpô và E là một phủ của B. Cho B′B' là một không gian tôpô và f0f_0 và f1f_1 là các ánh xạ liên tục từ B′B' vào B. Cho σ:B′×\sigma : B'\times I→B\mathbf{I}\rightarrow B là một phép đồng luân nối f0f_0 với f1f_1. Cho g0:B′→Eg_0: B'\rightarrow E là một phép nâng liên tục của f0f_0 lên E. Tồn tại duy nhất một ánh xạ liên tục σ~:B′×I→\widetilde{\sigma}: B'\times \mathbf{I}\rightarrow E nâng σ\sigma, là một phép đồng luân có số hạng ban đầu g0g_0. Số hạng g1:B′→Eg_1: B'\rightarrow E của nó là một phép nâng liên tục của f1f_1 lên E.

Điều này suy ra từ hệ quả 3 của mệnh đề 8 của I, p. 130, áp dụng cho không gian tôpô I\mathbf{I} đơn liên và liên thông địa phương.

2. Nâng các đường

Mệnh đề 3 01Z9

Cho B là một không gian tôpô và p:E→Bp: E\rightarrow B là một phủ. Ta ký hiệu bằng p~:Cc(I;E)→Cc(I;B)\widetilde{p}:\mathscr{C}_c(\mathbf{I}; E)\rightarrow \mathscr{C}_c(\mathbf{I}; B) ánh xạ c↦p∘cc\mapsto p\circ c. Ta ký hiệu bằng oE:Cc(I;E)→Eo_E:\mathscr{C}_c(\mathbf{I}; E)\rightarrow E ( resp. oB:Cc(I;B)→Bo_B:\mathscr{C}_c(\mathbf{I}; B)\rightarrow B) ánh xạ được xác định bởi c↦c(0)c\mapsto c(0). Khi đó, biểu đồ

Cc(I;E)oE\mathscr{C}_c(\mathbf{I}; E)^{o_E} E

p~p\widetilde{p}p

Cc(I;B)oB\mathscr{C}_c(\mathbf{I}; B)^{o_B} B là một bình phương Descartes.

Không gian tôpô I\mathbf{I} liên thông địa phương, compact địa phương và đơn liên. Mệnh đề do đó suy ra từ mệnh đề 9 của I, p. 131, áp dụng với T=IT =\mathbf{I} và t=0t= 0.

Hệ quả 1 01ZA

Ánh xạ p~:Cc(I;E)→Cc(I;B)\widetilde{p}:\mathscr{C}_c(\mathbf{I}; E)\rightarrow \mathscr{C}_c(\mathbf{I}; B) là một phủ.

Điều này suy ra từ I, p. 71, hệ quả 2 của mệnh đề 1.

Hệ quả 2 (Nâng các đường đi) 01ZB

Cho p:E→Bp: E\rightarrow B là một phủ, cho xx là một điểm của E và a=p(x)a=p(x). Ánh xạ c↦p∘cc\mapsto p\circ c là một phép đồng phôi của không gian Λx(E)\Lambda_x(E) các đường đi trong E có gốc xx lên không gian Λa(B)\Lambda_a(B) các đường đi trong B có gốc aa.

Với ký hiệu của mệnh đề 3, ta có Λa(B)=oB−1(a)\Lambda_a(B) =o^{-1}_B(a) và Λx(E)=oE−1(x)\Lambda_x(E) =\overset{-1}{o_{E}}(x). Hệ quả khi đó suy ra từ I, p. 10, hệ quả của mệnh đề 4.

Ta sẽ nói rằng một ánh xạ liên tục p:E→Bp: E\rightarrow B thỏa mãn tính chất nâng đường đi nếu, với mọi đường đi c:I→c:\mathbf{I}\rightarrow B và mọi điểm xx của E nằm trên c(0)c(0), tồn tại một đường đi c′c' trong E có gốc xx nâng cc. Khi đó một đường đi như vậy là duy nhất nếu pp étale và tách được (I, p. 34, hệ quả 1 của mệnh đề 11). Cho E là một phủ và pp là phép chiếu của nó; ánh xạ pp là étale, tách được và có tính chất nâng đường đi (hệ quả 2). Đối với đảo lại từng phần, cf. III, p. 315, hệ quả.

Mệnh đề 4 01ZC

Cho p:E→Bp: E\rightarrow B là một ánh xạ étale và tách được thỏa mãn tính chất nâng đường đi. Cho aa và bb là các điểm của B và cho xx là một điểm của E sao cho p(x)=ap(x) =a. Cho c0c_0 và c1c_1 là hai đường đi đồng luân ngặt nối aa với bb trong B. Các đường đi có gốc xx trong E lần lượt nâng c0c_0 và c1c_1 có cùng số hạng và đồng luân ngặt.

Cho σ:I×I→\sigma :\mathbf{I}\times \mathbf{I}\rightarrow B là một đồng luân ngặt nối c0c_0 với c1c_1. Với s∈Is\in \mathbf{I}, cho cs′c'_s là đường đi duy nhất có gốc xx trong E nâng đường đi t↦σ(t,s)t\mapsto \sigma (t, s). Với (t,s)∈I×I(t, s)\in \mathbf{I}\times \mathbf{I}, đặt σ′(t,s)=cs′(t)\sigma '(t, s) =c'_s(t); ta có p∘σ′=σp\circ \sigma '=\sigma. Ánh xạ σ′\sigma ' là hằng trên {0}×I\{0\} \times \mathbf{I}; theo cách dựng, nó liên tục trên I×{s}\mathbf{I}\times \{s\} với mọi s∈Is\in \mathbf{I}. Do đó nó liên tục, theo I, p. 37, hệ quả 1 của định lý 1. Đặc biệt, ánh xạ từ I\mathbf{I} vào EbE_b xác định bởi s↦σ′(1,s)s\mapsto \sigma '(1, s) là một nâng liên tục của đường đi hằng có ảnh là bb; do đó nó là hằng. Điều này chứng minh rằng ánh xạ σ′\sigma ' là một đồng luân ngặt nối c0′c'_0 với c1′c'_1.

Hệ quả 1 01ZD

Cho B là một không gian tôpô và E là một phủ của B; ký hiệu pp là phép chiếu của nó. Với mọi cặp (x,y)(x, y) các điểm của E, ánh xạ ϖx,y(p):ϖx,y(E)→ϖp(x),p(y)(B)\varpi_{x,y}(p):\varpi_{x,y}(E)\rightarrow \varpi_{p(x),p(y)}(B) là đơn ánh. Đặc biệt, với mọi điểm xx của E, đồng cấu π1(p,x):π1(E,x)→π1(B,p(x))\pi_1(p, x):\pi_1(E, x)\rightarrow \pi_1(B, p(x)) là đơn ánh.

Hệ quả 2 01ZE

Cho B là một không gian tôpô và E là một phủ của B; ký hiệu pp là phép chiếu của nó. Cho xx là một điểm của E, và đặt b=p(x)b=p(x). Để lớp trong π1(B,b)\pi_1(B, b) của một đường cong kín cc trong B tại aa thuộc nhóm con ảnh của đồng cấu π1(p,x)\pi_1(p, x), điều kiện cần và đủ là đường đi c′c' có điểm đầu xx nâng cc phải là một đường cong kín của E tại xx.

Điều kiện này hiển nhiên là đủ. Ngược lại, cho c1′c'_1 là một đường cong kín của E tại xx. Đặt c1=p∘c1′c_1=p\circ c'_1 và giả sử rằng các đường cong kín cc và c1c_1 đồng luân chặt. Theo Mệnh đề 4, đường đi c′c' có cùng điểm cuối với đường đi c1′c'_1. Do đó nó là một đường cong kín tại xx.

Hệ quả 3 01ZF

Cho B là một không gian tôpô và (E1,p1)(E_1, p_1) và (E2,p2)(E_2, p_2) là các phủ của B. Ký hiệu (E,p)(E, p) là tích thớ của chúng trên B, và cho x=(x1,x2)x= (x_1, x_2) là một điểm của E. Ảnh của đồng cấu π1(p,x)\pi_1(p, x) là giao của các ảnh của các đồng cấu π1(p1,x1)\pi_1(p_1, x_1) và π1(p2,x2)\pi_1(p_2, x_2).

Cho cc là một đường cong kín trong B tại p1(x1)=p2(x2)p_1(x_1) =p_2(x_2) và, với i∈{1,2}i\in \{1,2\}, cho ci′c'_i là đường đi có điểm đầu xix_i trong EiE_i nâng cc. Tích thớ trên B E=E1×BE2E = E_1\times_BE_2 là một phủ của B (I, p. 72, hệ quả 3 của Mệnh đề 2), và đường đi c′:t↦c':t\mapsto (c1′(t),c2′(t))(c'_1(t), c'_2(t)) là đường đi duy nhất có điểm đầu xx trong E nâng cc. Để c′c' là một đường cong kín, điều kiện cần và đủ là c1′c'_1 và c2′c'_2 cũng là các đường cong kín. Hệ quả 3 do đó suy ra từ Hệ quả 2.

3. Các phép toán của groupoid Poincaré trong các phủ

Cho B là một không gian tôpô và p:E→p: E\rightarrow B là một ánh xạ étale và tách được thỏa mãn tính chất nâng đường đi (III, p. 302); đây là trường hợp nếu ánh xạ pp làm cho E trở thành một phủ của B (loc. cit.). Cho bb và b′b' là các điểm của B và c∈Λb,b′(B)c\in \Lambda_{b,b'}(B) là một đường đi trong B nối bb với b′b'. Với mỗi điểm xx của thớ EbE_b, ta ký hiệu x⋅cx\cdot c là số hạng của đường đi có điểm đầu xx trong E nâng cc. Điểm x⋅cx\cdot c thuộc thớ Eb′E_{b'} và chỉ phụ thuộc vào lớp γ∈ϖb,b′(B)\gamma \in \varpi_{b,b'}(B) của đường đi c(c(III, p. 302, prop. 4); do đó ta sẽ viết x⋅γx\cdot \gamma thay cho x⋅cx\cdot c.

Nếu cc là đường đi hằng tại bb, thì x⋅γ=xx\cdot \gamma =x vì đường đi hằng có điểm đầu xx nâng cc.

Cho b′′b'' là một điểm khác của B và c′∈Λb′,b′′(B)c'\in \Lambda_{b',b''}(B). Với mọi điểm xx của EbE_b, ta có:

(x⋅c)⋅c′=x⋅(c∗c′)(1) (x\cdot c)\cdot c'=x\cdot (c*c') \tag{1}

Thật vậy, gọi c~\widetilde{c} là phép nâng của cc có điểm đầu xx và c~′\widetilde{c}' là phép nâng của c′c' có điểm đầu x⋅c=c~(1)x\cdot c=\widetilde{c}(1). Các đường đi c~\widetilde{c} và c~′\widetilde{c}' có thể ghép nối với nhau và c~∗c~′\widetilde{c}*\widetilde{c}' là đường đi có điểm đầu xx nâng c∗c′c*c'.

Ta ký hiệu φb,b′:ϖb,b′(B)→F(Eb;Eb′)\varphi_{b,b'}:\varpi_{b,b'}(B)\rightarrow \mathscr{F}(E_b; E_{b'}) là ánh xạ sao cho, với γ∈ϖb,b′(B)\gamma \in \varpi_{b,b'}(B) và x∈Ebx\in E_b, ta có

φb,b′(γ)(x)=x⋅γ \varphi_{b,b'}(\gamma )(x) =x\cdot \gamma

Với mọi γ∈ϖb,b′(B)\gamma \in \varpi_{b,b'}(B) và mọi γ′∈ϖb′,b′′(B)\gamma '\in \varpi_{b',b''}(B), từ quan hệ (1) suy ra

φb,b′′(γγ′)=φb′,b′′(γ′)∘φb,b′(γ)(2) \varphi_{b,b''}(\gamma \gamma ') =\varphi_{b',b''}(\gamma ')\circ \varphi_{b,b'}(\gamma ) \tag{2}

Họ φ=(φb,b′)(b,b′)∈B×B\varphi = (\varphi_{b,b'})_{(b,b')\in B\times B} do đó xác định một luật phép toán phải của nhómoid ϖ(B)\varpi (B) trên tập hợp E đối với ánh xạ p:E→p: E\rightarrow B (II, p. 167). Nó được gọi là phép toán chính tắc của nhómoid ϖ(B)\varpi (B) liên kết với ánh xạ p:E→Bp: E\rightarrow B. Ánh xạ φb,b:π1(B,b)→F(Eb;Eb)\varphi_{b,b}:\pi_1(B, b)\rightarrow \mathscr{F}(E_b; E_b) xác định một luật phép toán phải của nhóm π1(B,b)\pi_1(B, b) trên thớ EbE_b của E. Phép toán này được gọi là phép toán chính tắc của π1(B,b)\pi_1(B, b) trên thớ EbE_b.

Nhận xét 01ZG

Cho bb và b′b' là hai điểm của B,x,x một điểm của Eb,c∈E_b,c\in Λb,b′(B)\Lambda_{b,b'}(B) một đường đi trong B và c~\widetilde{c} đường đi trong E khởi đầu tại xx nâng cc. Với mọi s∈Is\in \mathbf{I}, ký hiệu csc_s là đường đi t↦c(st)t\mapsto c(st); đường đi trong E khởi đầu tại xx nâng csc_s là đường đi t↦c~(st)t\mapsto \widetilde{c}(st) có số hạng là điểm c~(s)\widetilde{c}(s). Do đó ta có c~(s)=x⋅cs\widetilde{c}(s) =x\cdot c_s với mọi s∈Is\in \mathbf{I}.

Cho B′B' là một không gian tôpô và cho p′:E′→B′p': E'\rightarrow B' là một ánh xạ étale và tách biệt thỏa mãn tính chất nâng đường đi. Cho f:B→B′f: B\rightarrow B' và g:E→E′g: E\rightarrow E' là các ánh xạ liên tục sao cho p′∘g=f∘pp'\circ g=f\circ p. Với b,b′∈B,γ∈ϖb,b′(B)b,b'\in B,\gamma \in \varpi_{b,b'}(B) và x∈Ebx\in E_b, ta có:

g(x⋅γ)=g(x)⋅f∗(γ)(3) g(x\cdot \gamma ) =g(x)\cdot f_*(\gamma ) \tag{3}

Thật vậy, cho cc là một đường đi trong B có lớp đồng luân ngặt là γ\gamma, và ký hiệu c~\widetilde{c} là đường đi trong E khởi đầu tại xx nâng cc; khi đó đường đi g∘c~g\circ \widetilde{c} là nâng khởi đầu tại g(x)g(x) của f∘cf\circ c trong E′E'.

Đặc biệt, với B=B′B = B' và f=f= IdB_B, ta có

g(x⋅γ)=g(x)⋅γ(4) g(x\cdot \gamma ) =g(x)\cdot \gamma \tag{4}

Cho p:E→Bp: E\rightarrow B và p′:E′→Bp': E'\rightarrow B là các ánh xạ étale và tách biệt thỏa mãn tính chất nâng đường đi. Cho bb là một điểm của B. Nếu f:E→E′f: E\rightarrow E' là một cấu xạ B, thì ánh xạ fb:Eb→Eb′f_b: E_b\rightarrow E'_b là một cấu xạ π1(B,b)\pi_1(B, b).

Định lý 1 01ZH

Cho B là một không gian tôpô, cho (E,p)(E, p) là một phủ của B, cho bb là một điểm của B và cho xx là một điểm của thớ EbE_b.

a) Quỹ đạo của xx đối với phép toán chính tắc của nhóm π1(B,b)\pi_1(B, b) là giao của EbE_b và thành phần liên cung của xx trong E. Đặc biệt, nếu không gian E liên cung, phép toán này là bắc cầu.

b) Nhóm ổn định (A, I, p. 51) của xx là nhóm con p∗(π1(E,x))p_*(\pi_1(E, x)) của π1(B,b)\pi_1(B, b).

c) Với mọi γ∈π1(B,b)\gamma \in \pi_1(B, b), ta có p∗(π1(E,x))=p_*(\pi_1(E, x)) = Int(γ\gamma )(p∗(π1(E,x⋅(p_*(\pi_1(E, x\cdot γ)))\gamma ))).

d) Nếu không gian B liên thông và phép phủ E là Galois, nhóm con p∗(π1(E,x))p_*(\pi_1(E, x)) là chuẩn tắc trong π1(B,b)\pi_1(B, b).

Mệnh đề a) là ngay lập tức. Mệnh đề b) suy ra từ Hệ quả 2 của Mệnh đề 4 (III, p. 303). Mệnh đề c) suy ra từ b) và từ Mệnh đề 2 của A, I, p. 52. Cuối cùng, giả sử B liên thông và E là một phép phủ Galois của B. Với mọi γ∈π1(B,b)\gamma \in \pi_1(B, b), tồn tại một tự đẳng cấu B gg của E sao cho g(x)=x⋅γ(g(x) =x\cdot \gamma (I, p. 102, th. 2, c)). Ta có p=p∘gp=p\circ g, do đó p∗(π1(E,x))=p∗(π1(E,x⋅γ))p_*(\pi_1(E, x)) =p_*(\pi_1(E, x\cdot \gamma )). Mệnh đề d) do đó suy ra từ c).

4. Trường hợp các phép phủ liên kết với một phép phủ chính

Cho B là một không gian tôpô, G là một nhóm tôpô rời rạc, và E là một phép phủ chính của B với nhóm G. Ký hiệu pp là phép chiếu của B-không gian E. Cho bb là một điểm của B và xx là một điểm của EbE_b.

Mệnh đề 5 01ZI

Ánh xạ h(E,x)h_{(E,x)} từ π1(B,b)\pi_1(B, b) vào G, ánh xạ mỗi γ∈\gamma \in π1(B,b)\pi_1(B, b) vào phần tử duy nhất gg của G sao cho x⋅g=x⋅γ−1x\cdot g=x\cdot \gamma^{-1}, là một đồng cấu nhóm, có hạt nhân là nhóm con p∗(π1(E,x))p_*(\pi_1(E, x)) của π1(B,b)\pi_1(B, b). Nếu E liên thông, đồng cấu này là toàn ánh.

Với mọi g∈Gg\in G, ta có h(E,x⋅g)=h_{(E,x\cdot g)}= Int(g−1g^{-1})∘h(E,x)\circ h_{(E,x)}.

Cho E là một phép phủ chính của B với nhóm G, cho xx là một điểm của EbE_b, và ký hiệu pp là phép chiếu của E. Với mọi g∈Gg\in G, ánh xạ y↦y⋅gy\mapsto y\cdot g là một tự đẳng cấu B của E. Do đó, với mọi g∈Gg\in G, mọi y∈Eby\in E_b, và mọi γ∈π1(B,b)\gamma \in \pi_1(B, b), ta có quan hệ (y⋅g)⋅γ=(y⋅γ)⋅g((y\cdot g)\cdot \gamma = (y\cdot \gamma )\cdot g(cf. III, p. 305, quan hệ (4)). Do đó, với γ,δ∈π1(B,b)\gamma , \delta \in \pi_1(B, b), ta có

x⋅h(E,x)(γδ)=x⋅δ−1γ−1 x\cdot h_{(E,x)}(\gamma \delta ) =x\cdot \delta^{-1}\gamma^{-1}
=(x⋅h(E,x)(δ))⋅γ−1 = (x\cdot h_{(E,x)}(\delta ))\cdot \gamma^{-1}
=(x⋅γ−1)⋅h(E,x)(δ) = (x\cdot \gamma^{-1})\cdot h_{(E,x)}(\delta )
=x⋅h(E,x)(γ)h(E,x)(δ) =x\cdot h_{(E,x)}(\gamma )h_{(E,x)}(\delta )

điều này chứng minh rằng h(E,x)h_{(E,x)} là một đồng cấu nhóm.

Hạt nhân của nó là nhóm ổn định của xx đối với phép toán chính tắc của π1(B,b)\pi_1(B, b), do đó bằng p∗(π1(E,x))p_*(\pi_1(E, x)) theo Định lý 1 của III, p. 305. Ánh xạ g↦x⋅gg\mapsto x\cdot g là một song ánh từ G lên EbE_b. Ảnh của đồng cấu h(E,x)h_{(E,x)} do đó là tập hợp các g∈Gg\in G sao cho x⋅gx\cdot g thuộc quỹ đạo của xx đối với phép toán này. Nếu E liên thông, π1(B,b)\pi_1(B, b) tác động bắc cầu trên Eb(E_b(loc. cit.) và đồng cấu h(E,x)h_{(E,x)} là toàn ánh.

Cho g∈Gg\in G; với mọi γ∈π1(B,b)\gamma \in \pi_1(B, b), ta có

x⋅gh(E,x⋅g)(γ)=(x⋅g)⋅γ−1=(x⋅γ−1)⋅g=x⋅h(E,x)(γ)g x\cdot gh_{(E,x\cdot g)}(\gamma ) = (x\cdot g)\cdot \gamma^{-1}= (x\cdot \gamma^{-1})\cdot g=x\cdot h_{(E,x)}(\gamma )g

do đó h(E,x⋅g)(γ)=g−1h(E,x)(γ)gh_{(E,x\cdot g)}(\gamma ) =g^{-1}h_{(E,x)}(\gamma )g. Điều này hoàn tất chứng minh mệnh đề.

Ví dụ 1 01ZJ

Cho F là một tập hợp rời rạc được trang bị một phép toán của G, và cho X=E×GFX = E\times^GF là phép phủ liên kết của B. Ký hiệu φ:E×F→X\varphi : E\times F\rightarrow X là cấu xạ B chính tắc. Nó là một cấu xạ của các phép phủ. Với mọi γ∈π1(B,b)\gamma \in \pi_1(B, b) và mọi f∈Ff\in F, ta có

(5)

φ(x,f)⋅γ=φ(x⋅γ,f)=φ(x⋅h(E,x)(γ)−1,f)=φ(x,h(E,x)(γ−1)⋅f) \varphi (x, f)\cdot \gamma =\varphi (x\cdot \gamma , f) =\varphi (x\cdot h_{(E,x)}(\gamma )^{-1}, f) =\varphi (x, h_{(E,x)}(\gamma^{-1})\cdot f)

Nếu đồng nhất F với XbX_b bằng ánh xạ song ánh f↦φ(x,f)f\mapsto \varphi (x, f), thì suy ra phép toán phải π1(B,b)→\pi_1(B, b)\rightarrow Aut(Xb_b)∘^{\circ} là hợp của đồng cấu h(E,x)h_{(E,x)}, phản đồng cấu g↦g−1g\mapsto g^{-1} của G vào chính nó và đồng cấu G→G\rightarrow Aut(F) suy ra từ phép toán của G trên F.

Ví dụ 2 01ZK

Cho H là một nhóm tôpô rời rạc, cho f:G→Hf: G\rightarrow H là một cấu xạ nhóm. Trang bị cho H phép toán trái của G xác định bởi g⋅h=f(g)hg\cdot h=f(g)h, với g∈Gg\in G và h∈Hh\in H. Cho E′=E×GHE'= E\times^GH là phủ liên kết; nó là một phủ chính của nhóm H (I, p. 107, Ví dụ 6). Ký hiệu q:E×H→E×GHq: E\times H\rightarrow E\times^GH là ánh xạ chính tắc và đặt x′=q(x,e)x'=q(x, e). Ta có h(E′,x′)=f∘h(E,x)h_{(E',x')}=f\circ h_{(E,x)}.

Thật vậy, cho cc là một vòng tại bb trong B, cho γ\gamma là lớp của nó trong π1(B,b)\pi_1(B, b) và cho g=h(E,x)g=h_{(E,x)}; do đó ta có x⋅γ=x⋅g−1x\cdot \gamma =x\cdot g^{-1}. Cho c~\widetilde{c} là một đường đi có gốc xx trong E; khi đó t↦q(c~(t),e)t\mapsto q(\widetilde{c}(t), e) là một đường đi có gốc x′x' trong E′E' nâng đường đi p∘c~p\circ \widetilde{c} trong B, do đó

x′⋅γ=q(x⋅γ,e)=q(x⋅g−1,e)=q(x,f(g)−1)=q(x,e)⋅f(g)−1 x'\cdot \gamma =q(x\cdot \gamma , e) =q(x\cdot g^{-1}, e) =q(x, f(g)^{-1}) =q(x, e)\cdot f(g)^{-1}

điều này chứng minh rằng h(E′,x′)(γ)=f(g)h_{(E',x')}(\gamma ) =f(g).

Bài tập

Xem các bài tập cho § 4.

Machine translation of the English, by gpt-5-6-mini, gpt-5-6, against glossary version 34. Not checked by a person. That model is a cut down version of the one the rest of this language was written by.