§ 5. Đồng luân và các phép phủ (trường hợp các không gian liên thông cung địa phương)
1. Điều kiện đồng luân để nâng các ánh xạ liên tục
Mệnh đề 1 01ZL
Cho B là một không gian tôpô và cho là một phép phủ của B. Cho Y là một không gian tôpô và cho là một ánh xạ liên tục. Cho Y E B là các điểm sao cho . Giả sử không gian Y liên thông và liên thông cung địa phương. Để tồn tại một ánh xạ nâng liên tục của sao cho , điều kiện cần và đủ là ảnh của đồng cấu được chứa trong ảnh của đồng cấu .
Điều kiện này là cần mà không cần bất kỳ giả thiết nào về không gian Y. Thật vậy, nếu một ánh xạ nâng như vậy tồn tại, ta có .
Hãy chứng minh rằng điều kiện này là đủ. Gọi là đồng phôi nghịch đảo của đồng phôi III, p. 302, hệ quả 2 của mệnh đề 3) và gọi là ánh xạ . Ánh xạ là liên tục (I, p. 132, bổ đề).
Cho và là các đường đi có gốc có cùng số hạng; hãy chứng minh rằng các đường đi và có cùng số hạng. Đặt . Vì đường đi là một vòng trong Y tại , đường đi là một vòng trong B tại và lớp của nó thuộc về ảnh của đồng cấu , do đó thuộc về ảnh của đồng cấu theo giả thiết. Theo hệ quả 2 của mệnh đề 4 (III, p. 303), đường đi là một vòng trong E tại . Điều tương tự cũng đúng với đường đi , đường đi này, do tính duy nhất của phép nâng các đường đi, bằng . Do đó , như cần chứng minh.
Ta ký hiệu lần lượt bởi và các ánh xạ số hạng. Vì không gian Y được giả sử là liên thông và liên thông cung địa phương, ánh xạ là toàn ánh và mở (III, p. 262, mệnh đề 10). Theo đoạn trước, tồn tại một ánh xạ duy nhất sao cho . Nó là liên tục, vì ánh xạ là ngặt ( I, p. 18, ví dụ 2).
Cuối cùng hãy kiểm tra rằng ánh xạ nâng ánh xạ và rằng . Mọi điểm của Y là số hạng của một đường đi có gốc . Đường đi là một phép nâng của có gốc và có số hạng là điểm . Do đó . Với và , ta có , do đó .
Hệ quả 1 01ZM
Cho B là một không gian tôpô liên thông, địa phương liên thông bởi các đường đi, và là một điểm của B. Để một phủ của B là tầm thường hóa được, điều kiện cần và đủ là, với mọi điểm của thớ , đồng cấu là song ánh.
Nhắc lại rằng đồng cấu là đơn ánh (III, p. 303, hệ quả 1 của mệnh đề 4). Do đó mệnh đề này suy ra từ mệnh đề 1 và I, p. 81, hệ quả 4 của mệnh đề 6.
Nhận xét 01ZN
Cho B là một không gian tôpô địa phương liên thông bởi các đường đi, là một điểm của B, và V là một lân cận mở liên thông của sao cho ảnh của đồng cấu từ vào là nhóm con rút gọn về phần tử đơn vị. Theo hệ quả 1, mọi phủ của B đều tầm thường hóa được trên V, và a fortiori trên mọi tập con của B được chứa trong V.
Hệ quả 2 01ZO
Cho B là một không gian tôpô liên thông, địa phương liên thông bởi các đường đi. Nếu, với một điểm của B, nhóm rút gọn về phần tử đơn vị, thì không gian B đơn liên.
Thật vậy, theo hệ quả 1, dưới các giả thiết này, mọi phủ của B đều tầm thường hóa được.
Hệ quả 3 01ZP
Cho
E
B
là một bình phương Descartes. Giả sử E là một phủ của B và không gian liên thông và địa phương liên thông bởi các đường đi. Cho là một điểm của và . Để là một phủ tầm thường hóa được của , điều kiện cần và đủ là, với mọi điểm của thớ , ảnh của chứa ảnh của .
Điều này suy ra từ mệnh đề 1 và I, p. 81, hệ quả 5 của mệnh đề 6.
2. Các phép toán của nhóm Poincaré và các cấu xạ của các phủ
Cho B là một không gian tôpô liên thông, địa phương liên thông bởi các đường đi và là một điểm của B.
Cho E là một phủ của B. Vì không gian B được giả thiết là liên thông, thớ khác rỗng nếu E khác rỗng (I, p. 74, mệnh đề 4). Theo mệnh đề a) của định lý 1 của III, p. 305, phủ E liên thông và khác rỗng khi và chỉ khi nhóm tác động bắc cầu trên .
Mệnh đề 2 01ZQ
Cho E và là các phủ của B.
a) Cho là một cấu xạ B. Ánh xạ dẫn xuất từ f tương thích với các phép toán của trên và tương ứng. Nó là song ánh khi và chỉ khi f là một đẳng cấu.
b) Ánh xạ là một song ánh từ tập hợp các cấu xạ B từ E vào lên tập hợp các cấu xạ từ vào .
Nếu f là một cấu xạ B từ E vào , thì ánh xạ là một cấu xạ (xem III, p. 305). Hơn nữa, hai cấu xạ B từ E vào trùng nhau trên thớ thì bằng nhau (I, p. 80, hệ quả 3 của mệnh đề 6).
Cho là một cấu xạ của các -tập hợp; ta hãy chứng minh rằng tồn tại một cấu xạ B của E vào sao cho . Ta có thể giả sử rằng các không gian E và là liên thông và không rỗng, do đó và là các -tập hợp thuần nhất. Cho là một điểm của ; nhóm ổn định của nó G là ảnh của ánh xạ (III, p. 305, Định lý 1). Vì ánh xạ là một -cấu xạ, nhóm G cố định điểm của , và do đó được chứa trong ảnh của ánh xạ . Theo Mệnh đề 1 của III, p. 308, tồn tại một cấu xạ B của E vào sao cho . Các ánh xạ và là các -cấu xạ từ -tập hợp thuần nhất vào trùng nhau tại điểm ; do đó chúng bằng nhau.
Nếu là một đẳng cấu B, ánh xạ là song ánh. Ngược lại, giả sử rằng ánh xạ là song ánh, và cho E là một cấu xạ B sao cho . Cấu xạ B cảm sinh trên ánh xạ đồng nhất; do đó suy ra từ mệnh đề rằng Id. Tương tự, Id, điều này chứng minh rằng là một đẳng cấu B.
Hệ quả 1 01ZR
Các phủ E và đẳng cấu khi và chỉ khi các -tập hợp và đẳng cấu.
Hệ quả 2 01ZS
Cho và là các phủ liên thông của B. Cho là một điểm của và là một điểm của . Để tồn tại một cấu xạ B sao cho , điều kiện cần và đủ là ta có . Một cấu xạ như vậy là duy nhất, và là một đẳng cấu khi và chỉ khi các nhóm con và của bằng nhau.
Theo III, p. 305, Định lý 1, ánh xạ của lên được xác định bởi cảm sinh qua chuyển qua thương một đẳng cấu của -tập hợp lên . Tương tự, tồn tại một đẳng cấu duy nhất của các -tập hợp lên . Theo Mệnh đề 2, tồn tại một cấu xạ B sao cho khi và chỉ khi tồn tại một cấu xạ của các -tập hợp từ lên gửi lớp lên lớp . Một cấu xạ như vậy tồn tại khi và chỉ khi có . Khi đó nó là duy nhất, vì không gian E được giả thiết là liên thông (I, p. 34, hệ quả 2 của mệnh đề 11). Nó là một đẳng cấu khi và chỉ khi các nhóm con và của bằng nhau.
Hệ quả 3 01ZT
Cho là một phủ liên thông của B và cho là một điểm của thớ . Gọi N là chuẩn hóa tử của trong . Với mọi phần tử của N, tồn tại một tự đẳng cấu B duy nhất của E sao cho , và ánh xạ xác định qua chuyển qua thương một đẳng cấu nhóm của lên Aut.
Cho ; ta có Int( ) (III, p. 305, Định lý 1, c)). Theo Hệ quả 2, để tồn tại một tự đẳng cấu B của E sao cho , điều kiện cần và đủ là thuộc N. Một đẳng cấu như vậy là duy nhất. Gọi Aut là ánh xạ được xác định như trên.
Cho và là hai phần tử của N. Đặt ; ta có theo các quan hệ (4), III, p. 305 và (1), p. 304. Do đó, là một đồng cấu nhóm. Để Id, điều kiện cần và đủ là có , theo tính duy nhất của , nghĩa là (III, p. 305, Định lý 1, b)). Cuối cùng, nếu là một tự đẳng cấu B của E, tồn tại một đường đi nối với trong E (vốn liên thông theo cung), và khi đó có , trong đó là lớp của đường đi . Điều này chứng minh rằng đồng cấu là toàn ánh.
Nhóm Aut tác động trên thớ và được đồng nhất với nhóm tự đẳng cấu của tập hợp thuần nhất (phải) -tập hợp cf. A, I, p. 56, mệnh đề 5 và 6).
Hệ quả 4 01ZU
Cho là một phủ liên thông của B và cho là một điểm của thớ . Để E là một phủ Galois của B, điều kiện cần và đủ là là một nhóm con đặc biệt của . Khi đó nhóm Aut đẳng cấu với nhóm thương .
Nếu là một nhóm con đặc biệt của , nhóm Aut tác động bắc cầu trên thớ theo Hệ quả 3, do đó E là một phủ Galois của B (I, p. 102, định lý 2). Đảo lại là mệnh đề d) của Định lý 1 (III, p. 305). Khẳng định cuối cùng suy ra từ Hệ quả 3.
3. Các phép toán không có đơn trị địa phương của groupoid Poincaré
Bổ đề 1 01ZV
Cho B là một không gian tôpô liên thông địa phương bởi các đường, cho và là các ánh xạ étale và tách thỏa mãn tính chất nâng đường (III, p. 302). Cho là một ánh xạ sao cho . Giả sử rằng tương thích với các phép toán chính tắc của groupoid trên E và . Khi đó liên tục.
Cho là một đường trong E; đặt và chứng minh rằng ánh xạ là liên tục. Gọi là đường trong B và, với mọi , gọi là đường . Với mọi , ta có III, p. 304, nhận xét 3), do đó theo giả thiết đã đặt ra trên , điều này chứng minh rằng là một đường nâng đường , theo cùng nhận xét. Điều này chứng minh rằng ánh xạ là liên tục theo đường. Vì không gian E liên thông địa phương bởi các đường (III, p. 261, hệ quả 2), ánh xạ là liên tục (III, p. 269, hệ quả của mệnh đề 13).
Cho B là một không gian tôpô. Xét một phép toán = của groupoid trên một tập hợp E, tương đối với một ánh xạ . Người ta nói rằng tác động không có đơn trị trên E (cf. II, p. 168) nếu với mọi B và mọi lớp các vòng , tác động của trên thớ là tầm thường. Nếu B liên thông bởi các đường, chỉ cần điều này đúng với một điểm của B là đủ (loc. cit.). Ta sẽ nói rằng phép toán của groupoid không có đơn trị địa phương nếu mọi điểm của B đều có một lân cận V sao cho tác động không có đơn trị trên tập hợp = tương đối với ánh xạ .
Nhận xét 01ZW
Cho B là một không gian tôpô liên thông địa phương bởi các đường và giả sử rằng mọi điểm của B đều có một lân cận V sao cho ảnh của trong thu gọn thành phần tử đơn vị (cf. IV, p. 340, định nghĩa 2). Khi đó mọi phép toán của groupoid đều không có đơn trị địa phương.
Thật vậy, xét một tập hợp E, một ánh xạ và một phép toán của nhómoid trên E tương đối với . Cho là một điểm của B và cho V là một lân cận của sao cho ảnh của trong thu gọn về phần tử đơn vị. Cho U là một lân cận liên thông đường của được chứa trong V. Cho là một điểm của U và cho . Cho là lớp của một đường đi nối với trong U. Khi đó là lớp của một vòng tại trong U; ảnh của nó trong do đó là tầm thường. Vì vậy Id, do đó Id. Điều này chứng minh rằng phép toán của trên không gian U là không có đơn trị. Do đó, phép toán là không có đơn trị địa phương.
Mệnh đề 3 01ZX
Cho B là một không gian tôpô liên thông đường địa phương và cho E là một tập hợp được trang bị một phép toán không có đơn trị địa phương của nhómoid , tương đối với một ánh xạ . Khi đó tồn tại trên E một tôpô duy nhất sao cho các điều kiện sau được thỏa mãn:
(i) Tập hợp E được trang bị tôpô này và ánh xạ là một phép phủ của B;
(ii) Phép toán chính tắc của trên phép phủ này đồng nhất với phép toán .
Tính duy nhất của một tôpô như vậy suy ra từ bổ đề 1 của III, p. 312, trong đó lấy là ánh xạ đồng nhất của E. Để chứng minh sự tồn tại của nó, hơn nữa ta có thể giả sử rằng B là liên thông và khác rỗng.
Trước hết, giả sử rằng phép toán của nhómoid trên tập hợp E, tương đối với , là không có đơn trị.
Cho là một điểm của B. Với mỗi điểm , tồn tại một đường đi trong B nối với . Nếu là lớp của đường đi , thì song ánh độc lập với đường đi , vì phép toán là không có đơn trị; ký hiệu là song ánh này. Ánh xạ E được xác định bởi là một song ánh; song ánh ngược liên kết với cặp . Trang bị cho tập hợp tôpô rời rạc, sao cho không gian B là một phép phủ tầm thường của B. Bằng phép chuyển cấu trúc, song ánh trang bị cho E một tôpô làm cho nó trở thành một phép phủ của B.
Ta chứng minh rằng phép toán chính tắc của trên E trùng với phép toán . Cho là một điểm của và là một điểm của B. Cho là một đường trong B nối điểm với điểm ; ánh xạ khi đó là một đường trong E nối điểm với điểm . Nếu biểu thị lớp của đường , thì ta có . Điều này chứng minh rằng phép toán chính tắc của trên phủ E và phép toán trùng nhau trên các lớp của những đường có gốc . Vì các lớp này sinh ra groupoid , nên hai phép toán bằng nhau.
Bây giờ ta xét trường hợp tổng quát. Cho là tập hợp các tập con mở V của E sao cho tác động không có đơn điều trên . Theo giả thiết, các phần tử của phủ B. Theo điều đã chứng minh ở trên, với mỗi tồn tại một tôpô duy nhất trên tập hợp sao cho là một phủ của V và phép toán chính tắc của trên phủ này trùng với phép toán cảm sinh bởi .
Cho V và . Tôpô trên cảm sinh bởi tôpô của (tương ứng của ) đã xác định ở trên biến nó thành một phủ của trên đó phép toán chính tắc của được cảm sinh bởi phép toán . Do đó các tôpô này trùng với tôpô của . Khi đó tồn tại một tôpô duy nhất trên E cảm sinh trên mỗi tôpô đã xác định trước đó (xem I, § 2, p. 16).
Khi E được trang bị tôpô này, ánh xạ là liên tục và không gian B E là một phủ. Phép toán chính tắc của trên phủ này trùng với phép toán trên các lớp của những đường mà ảnh được chứa trong một trong các tập mở của . Theo bổ đề 4 của III, p. 272, các lớp này sinh ra groupoid . Suy ra rằng hai phép toán này bằng nhau (II, p. 167).
Hệ quả 01ZY
Cho B là một không gian tôpô liên thông, liên thông địa phương bởi các cung, cho là một không gian B mà phép chiếu là étale, tách được, và có tính chất nâng đường. Nếu phép toán chính tắc của trên tập hợp E, đối với , là không có đơn điều địa phương, thì E là một phủ của B.
Trang bị cho E phép toán chính tắc của được xác định bởi phép nâng đường (III, p. 303, n). Tồn tại một tôpô trên E sao cho các điều kiện (i) và (ii) của mệnh đề 3 được thỏa mãn. Tôpô này trùng với tôpô đã cho trên E theo bổ đề 1 của III, p. 312.
4. Tôpô khả nạp của các nhóm Poincaré
Cho B là một không gian tôpô và cho là một điểm của B. Một nhóm con H của được gọi là khả nạp nếu mọi điểm của B có một lân cận V sao cho ta có với mọi và mọi , trong đó B là đơn ánh chính tắc. Nếu H là một nhóm con chuẩn của , thì để H khả nạp, chỉ cần điều kiện này được thỏa mãn đối với một lớp đường .
Mệnh đề 4 01ZZ
Tồn tại một tôpô duy nhất trên , tương thích với cấu trúc nhóm của nó, sao cho các nhóm con chuẩn khả nạp của tạo thành một hệ cơ bản các lân cận của phần tử đơn vị. Đối với tôpô này, các nhóm con mở chính là các nhóm con khả nạp.
Các sự kiện sau đây suy ra từ định nghĩa của một nhóm con khả nạp:
a) Nhóm là khả nạp;
b) Một nhóm con chứa một nhóm con khả nạp là khả nạp;
c) Giao của một họ hữu hạn các nhóm con khả nạp là khả nạp;
d) Đối với mọi nhóm con chấp nhận được H của , giao của các nhóm con , khi chạy qua , là chấp nhận được. Đặc biệt, tập hợp các nhóm con chuẩn chấp nhận được là một cơ sở lọc được tạo thành bởi các nhóm con của thỏa mãn tiên đề (GV) của III, p. 4, do đó phần thứ nhất của mệnh đề sau TG, III, p. 5, ví dụ. Phần thứ hai khi đó là ngay lập tức (xem TG, III, p. 7, hệ quả của mệnh đề 4).
Tôpô trên nhóm được đặc trưng trong mệnh đề 4 được gọi là tôpô chấp nhận được.
Nhận xét 1 0200
Nếu ký hiệu thành phần liên thông đường đi của trong B, thì đẳng cấu chính tắc là một đẳng cấu của các nhóm tôpô khi các nhóm này được trang bị tôpô chấp nhận được.
Nhận xét 2 0201
Cho B là một không gian tôpô. Cho và là các điểm của B thuộc cùng một thành phần liên thông đường đi và cho là một phần tử của . Từ định nghĩa của một nhóm con chấp nhận được suy ra rằng, đối với mọi nhóm con chấp nhận được H của , nhóm con của là chấp nhận được. Do đó, đẳng cấu của lên (xem III, p. 292) là một đồng phôi khi các nhóm này được trang bị các tôpô chấp nhận được.
Nhận xét 3 0202
Cho A và B là các không gian tôpô, cho là một điểm của A, và cho là một ánh xạ liên tục. Đặt . Nếu H là một nhóm con chấp nhận được của , ảnh ngược của nó qua đồng cấu là một nhóm con chấp nhận được của . Do đó, đồng cấu nhóm là liên tục, khi các nhóm này được trang bị tôpô chấp nhận được.
Mệnh đề 5 0203
Cho B là một không gian tôpô liên thông địa phương theo cung, và cho là một điểm của B. Để một nhóm con H của là chấp nhận được, điều kiện cần và đủ là tồn tại một phủ của B và một điểm sao cho .
Cho là một phủ của B và cho là một điểm của ; đặt và ta hãy chứng minh rằng đây là một nhóm con chấp nhận được của . Cho là một điểm của B và cho V là một lân cận của sao cho là một phủ tầm thường hóa được của V. Cho ; ta sẽ chứng minh rằng đối với mọi phần tử , lớp các đường thuộc H.
Theo III, p. 301, mệnh đề 3, tồn tại duy nhất một lớp đồng luân ngặt của đường có gốc trong E sao cho Cho là điểm cuối của ; ta có III, p. 302, mệnh đề 4). Khi đó cho là lớp đường duy nhất có gốc trong E sao cho . Vì là tầm thường hóa được, là lớp của một vòng tại . Khi đó là lớp của một vòng tại trong E mà ảnh của nó qua là lớp , điều phải chứng minh.
Ngược lại, cho H là một nhóm con khả chấp nhận của . Cho là thương của không gian gồm các đường đi có gốc theo quan hệ đồng luân ngặt; vì hai đường đi đồng luân ngặt có cùng điểm cuối, ánh xạ điểm cuối xác định, bằng cách chuyển qua thương, một ánh xạ . Phép hợp thành của các lớp đường đi trang bị cho tập hợp một tác động trái của nhóm . Trang bị cho nó tác động của nhóm H suy ra bởi hạn chế, và ký hiệu là tập hợp các quỹ đạo của nó.
Ánh xạ cảm sinh, bằng cách chuyển qua thương, một ánh xạ . Phép hợp thành của các lớp đường đi trang bị cho tập hợp một phép toán phải của nhómoid tương đối với ánh xạ .
Phép toán này không có đơn tạp địa phương. Thật vậy, cho là một điểm của B và cho V là một lân cận của sao cho với mọi lớp đường đi nối với trong B, trong đó ký hiệu phép bao của V vào B. Vì B liên thông cung địa phương, hơn nữa ta có thể giả sử rằng V liên thông cung. Cho , cho là lớp trong của một vòng tại được chứa trong V, và cho là một phần tử của sao cho . Cho là một phần tử của và đặt . Theo định nghĩa của V, phần tử của thuộc H. Khi đó ; điều này chứng minh rằng tác động tầm thường lên tập hợp .
Theo III, p. 313, Mệnh đề 3, tồn tại một tôpô duy nhất trên sao cho là liên tục và không gian B là một phủ sao cho phép toán chính tắc của trên phủ này là phép toán được định nghĩa ở trên. Theo mệnh đề b) của Định lý 1 của III, p. 305, nhóm bằng H.
Ta sẽ nói rằng một phép toán của nhóm trên một tập hợp X là khả chấp nhận nếu hạt nhân của ánh xạ chính tắc là một nhóm con mở của . Điều này tương đương với việc nói rằng đồng cấu là liên tục nếu nhóm được trang bị tôpô rời rạc. Khi đó ánh xạ là liên tục, khi X được trang bị tôpô rời rạc. Ngược lại, xét một phép toán liên tục của trên một không gian rời rạc X. Cho là một điểm của X; nhóm ổn định của nó là một nhóm con mở H của theo giả thiết. Với , nhóm ổn định của là nhóm con , sao cho nhóm con của cố định mỗi phần tử của quỹ đạo của là giao của các nhóm con , với chạy trên . Nó là một nhóm con mở vì các nhóm con chuẩn mở của tạo thành một cơ sở của tôpô của nó (III, p. 315, Mệnh đề 4). Suy ra rằng một phép toán liên tục của trên một không gian rời rạc X là khả chấp nhận nếu nó là bắc cầu hoặc, nói chung hơn, nếu tập hợp các quỹ đạo của các phần tử của X là hữu hạn.
Với mọi nhóm rời rạc G, mọi phủ chính E của B với nhóm G, và mọi điểm , ta nhắc lại rằng ánh xạ từ vào G, ánh xạ gán cho phần tử duy nhất sao cho , là một đồng cấu nhóm (III, p. 306, mệnh đề 5).
Mệnh đề 6 0204
Cho B là một không gian tôpô và b là một điểm của B. Trang bị cho nhóm tôpô khả chấp nhận được.
a) Với mọi nhóm rời rạc G, mọi phủ chính E của B với nhóm G, và mọi , đồng cấu là một đồng cấu liên tục của các nhóm tôpô.
b) Với mọi phủ E của B, tác động chính tắc của trên thớ là khả chấp nhận được.
Chỉ cần chứng minh mệnh đề thứ hai. Gọi K là tập hợp các phần tử sao cho với mọi ; ta hãy chứng minh rằng K là một nhóm con khả chấp nhận được của .
Cho là một điểm của B và V' là một lân cận của trong B trên đó phủ E tầm thường hóa được. Gọi là lớp của một đường đi c nối b với trong B và gọi c' là đường đi duy nhất trong E có điểm đầu x nâng c. Với mọi và mọi , ta có . Do đó, với và , ta có
suy ra thuộc K. Nói cách khác, K là một nhóm con khả chấp nhận được, do đó mệnh đề được chứng minh.
Mệnh đề 7 0205
Cho B là một không gian tôpô liên thông, liên thông địa phương bởi các cung, và b là một điểm của B. Trang bị cho nhóm tôpô khả chấp nhận được.
a) Cho G là một nhóm tôpô rời rạc. Với mọi đồng cấu liên tục G, tồn tại một phủ chính E của B với nhóm G và một điểm của sao cho .
b) Với mọi không gian tôpô rời rạc F được trang bị một tác động phải khả chấp nhận được của nhóm , tồn tại một phủ E của B sao cho các tập hợp -F và là đẳng cấu.
Ta hãy chứng minh a). Cho là một đồng cấu liên tục từ vào một nhóm rời rạc G. Hạt nhân của nó là một nhóm con mở bất biến K của ; gọi H là nhóm và là đồng cấu nhóm suy ra từ f bằng cách chuyển qua thương. Theo III, p. 316, mệnh đề 5, tồn tại một phủ liên thông của B sao cho nhóm con K là nhóm ổn định của mọi điểm của thớ ; phủ là chính với nhóm . Gọi là một điểm của ; đồng cấu là toàn ánh với hạt nhân K (III, p. 306, mệnh đề 5). Do đó tồn tại một đồng cấu nhóm duy nhất sao cho . Phủ liên kết của B là chính với nhóm G và ta có (III, p. 307, ví dụ 2). Điều này chứng minh mệnh đề a).
Ta chứng minh b). Cho F là một tập hợp được trang bị một tác động phải khả chấp của nhóm . Gọi là tác động này và trang bị cho nhóm tôpô rời rạc. Theo a), tồn tại một phủ E của B, chính với nhóm , và một điểm sao cho đồng cấu bằng . Tác động chính tắc của nhóm trên thớ trên của phủ liên kết của B được đồng nhất với tác động của trên F (III, p. 306, Ví dụ 1).
Nhận xét 4 0206
Tôpô khả chấp trên là tôpô ít mịn nhất sao cho tác động của trên là liên tục đối với mọi phủ liên thông E của B (Mệnh đề 6 của III, p. 318 và Mệnh đề 7 của III, p. 318). Nếu E là một phủ liên thông của B và là một điểm của thớ , ánh xạ từ vào E là liên tục. Do đó, ánh xạ từ vào E là liên tục (III, p. 302, Hệ quả 2 của Mệnh đề 3). Bằng hạn chế vào và chuyển qua thương, suy ra rằng ánh xạ là liên tục khi nhóm được trang bị tôpô không gian thương của . Vì vậy tôpô khả chấp trên ít mịn hơn tôpô thương của tôpô hội tụ compact. Nó có thể ít mịn hơn một cách thực sự (III, p. 337, Bài tập 7).
Nhận xét 5 0207
Cho B là một không gian tôpô liên thông và liên thông cung địa phương, cho là một điểm của B, và cho H là một nhóm con của . Theo nhận xét trước, nếu H là khả chấp, thì nó cũng là mở đối với tôpô thương của tôpô hội tụ compact. Ngược lại, giả sử rằng H là một nhóm con chuẩn của mở đối với tôpô thương của tôpô hội tụ compact. Cho là một điểm của B và cho . Nhóm con của lại mở đối với tôpô thương của tôpô hội tụ compact (III, p. 293, Nhận xét 3). Do đó tồn tại một lân cận V của trong B sao cho chứa lớp của mọi đường vòng tại có ảnh được chứa trong V. Do đó ; vì H là chuẩn, điều này suy ra rằng H là một nhóm con khả chấp của .
Bài tập
Xem các bài tập cho § 5.