Teorema de Seifert-van Kampen

En matemáticas, concretamente en topología algebraica, el teorema de Seifert–van Kampen, a veces conocido simplemente como el teorema de van Kampen, expresa la estructura del grupo fundamental de un espacio topológico X respecto de los grupos fundamentales de dos subespacios abiertos y conexos por caminos U y V que recubren X. Se puede emplear por tanto para obtener el grupo fundamental de espacios construibles a partir de espacios más sencillos.

Enunciado

Sea X {\displaystyle X} un espacio topológico, X = U 1 U 2 {\displaystyle X=U_{1}\cup U_{2}} , con U 1 , U 2 {\displaystyle U_{1},U_{2}} subconjuntos abiertos y conexos por caminos, tales que U 1 U 2 {\displaystyle U_{1}\cap U_{2}\neq \varnothing } también es conexo por caminos. Sea x 0 U 1 U 2 {\displaystyle x_{0}\in U_{1}\cap U_{2}} .

Supongamos que conocemos los grupos fundamentales

π 1 ( U 1 , x 0 ) = S 1 ; R 1 {\displaystyle \pi _{1}(U_{1},x_{0})=\langle S_{1};R_{1}\rangle \,} ,
π 1 ( U 2 , x 0 ) = S 2 ; R 2 {\displaystyle \pi _{1}(U_{2},x_{0})=\langle S_{2};R_{2}\rangle \,} y
π 1 ( U 1 U 2 , x 0 ) = S ; R {\displaystyle \pi _{1}(U_{1}\cap U_{2},x_{0})=\langle S;R\rangle } .

Entonces, π 1 ( X , x 0 ) = S 1 S 2 ; R 1 R 2 { ( i 1 ) ( s ) ( ( i 2 ) ( s ) ) 1 | s S } {\displaystyle \pi _{1}(X,x_{0})=\langle S_{1}\cup S_{2};R_{1}\cup R_{2}\cup \{(i_{1})_{*}(s)((i_{2})_{*}(s))^{-1}|s\in S\}\rangle } , donde,
si i 1 : U 1 U 2 U 1 {\displaystyle i_{1}:U_{1}\cap U_{2}\rightarrow U_{1}} y i 2 : U 1 U 2 U 2 {\displaystyle i_{2}:U_{1}\cap U_{2}\rightarrow U_{2}} son las inclusiones naturales,
entonces ( i 1 ) {\displaystyle (i_{1})_{*}} y ( i 2 ) {\displaystyle (i_{2})_{*}} son las aplicaciones inducidas tales que

( i 1 ) : π 1 ( U 1 U 2 , x 0 ) π 1 ( U 1 , x 0 ) {\displaystyle (i_{1})_{*}:\pi _{1}(U_{1}\cap U_{2},x_{0})\rightarrow \pi _{1}(U_{1},x_{0})} que actúa [ α ] ( i 1 ) ( [ α ] ) := [ i 1 α ] {\displaystyle [\alpha ]\rightarrow (i_{1})_{*}([\alpha ]):=[i_{1}\circ \alpha ]} ,

y análogamente

( i 2 ) : π 1 ( U 1 U 2 , x 0 ) π 1 ( U 2 , x 0 ) {\displaystyle (i_{2})_{*}:\pi _{1}(U_{1}\cap U_{2},x_{0})\rightarrow \pi _{1}(U_{2},x_{0})} que actúa [ α ] ( i 2 ) ( [ α ] ) := [ i 2 α ] {\displaystyle [\alpha ]\rightarrow (i_{2})_{*}([\alpha ]):=[i_{2}\circ \alpha ]} .

Véase también

  • Grupoide

Referencias

Bibliografía

  • Allen Hatcher, Algebraic topology. (2002) Cambridge University Press, Cambridge, xii+544 pp. ISBN 0-521-79160-X and ISBN 0-521-79540-0
  • Peter May, A Concise Course in Algebraic Topology. (1999) University of Chicago Press, ISBN 0-226-51183-9 (Section 2.7 provides a category-theoretic presentation of the theorem as a colimit in the category of groupoids).

Enlaces externos

  • Van Kampen's theorem result en PlanetMath.
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