المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تنفيذ وتقييم خطة إعادة الهيكلة (إعداد خطة إعادة الهيكلة1)
2024-11-05
مـعاييـر تحـسيـن الإنـتاجـيـة
2024-11-05
نـسـب الإنـتاجـيـة والغـرض مـنها
2024-11-05
المـقيـاس الكـلـي للإنتاجـيـة
2024-11-05
الإدارة بـمؤشـرات الإنـتاجـيـة (مـبادئ الإنـتـاجـيـة)
2024-11-05
زكاة الفطرة
2024-11-05

Uses of Ethanol
28-8-2017
قصص من قضاء أمير المؤمنين (عليه السلام)
14-4-2016
معنى التعذير
2024-06-20
حجّية العامّ المخصّص في الباقي
8-8-2016
المحاجة في الدين وتوضيح العقيدة
2024-11-01
الإعادة وأحكامها
2-12-2018

Covering Maps and the Monodromy Theorem-The Fundamental Group of the Circle  
  
1387   11:21 صباحاً   date: 21-6-2017
Author : David R. Wilkins
Book or Source : Algebraic Topology
Page and Part : ...


Read More
Date: 22-5-2021 1904
Date: 20-7-2021 1530
Date: 10-5-2021 3308

Theorem 1.6 π1(S1, b) ≅Z for any b ∈ S1.

Proof We regard S1 as the unit circle in R2. Without loss of generality, we can take b = (1, 0). Now the map p: R → S1 which sends t ∈ R to (cos 2πt,sin 2πt) is a covering map, and b = p(0). Moreover p(t1) = p(t2) if and only if t1 − t2 is an integer; in particular p(t) = b if and only if t is an integer.

Let α and β be loops in S1 based at b, and let ˜α and β˜ be paths in R that satisfy p ◦ α˜ = α and p ◦ β˜ = β. Suppose that α and β represent the same element of π1(S1, b). Then there exists a homotopy F: [0, 1] × [0, 1] → S1

such that F(t, 0) = α(t) and F(t, 1) = β(t) for all t ∈ [0, 1], and F(0, τ ) = F(1, τ ) = b for all τ ∈ [0, 1]. It follows from the Monodromy Theorem  (Theorem 1.5) that this homotopy lifts to a continuous map G: [0, 1]×[0, 1] → R satisfying p ◦ G = F. Moreover G(0, τ ) and G(1, τ ) are integers for all τ ∈ [0, 1], since p(G(0, τ )) = b = p(G(1, τ )). Also G(t, 0)−α˜(t) and   G(t, 1)− β˜(t) are integers for all t ∈ [0, 1], since p(G(t, 0)) = α(t) = p(α˜ (t)) and p(G(t, 1)) = β(t) = p(β˜(t)). Now any continuous integer-valued function on [0, 1] is constant, by the Intermediate Value Theorem. In particular the functions sending τ ∈ [0, 1] to G(0, τ ) and G(1, τ ) are constant, as are the functions sending t ∈ [0, 1] to G(t, 0) − α˜(t) and G(t, 1) − β˜(t). Thus

G(0, 0) = G(0, 1),                     G(1, 0) = G(1, 1),  

G(1, 0) − α˜(1) = G(0, 0) − α˜(0),                 G(1, 1) − β˜(1) = G(0, 1) − β˜(0).

On combining these results, we see that

α˜(1) − α˜(0) = G(1, 0) − G(0, 0) = G(1, 1) − G(0, 1) = β˜(1) − β˜(0)

We conclude from this that there exists a well-defined function λ: π1(S1, b) → Z characterized by the property that λ([α]) = α˜ (1)−α˜(0) for all loops α based at b, where                   α˜: [0, 1] → R is any path in R satisfying p ◦ α˜ = α.

Next we show that λ is a homomorphism. Let α and β be any loops based at b, and let α˜ and β˜ be lifts of α and β. The element [α][β] of π1(S1, b) is represented by the product path α.β, where

(Note that σ(t) is well-defined when t =1/2.) Then p ◦ σ = α.β and thus

 λ([α][β]) = λ([α.β]) = σ(1) − σ(0) = α˜ (1) − α˜(0) + β˜(1) − β˜(0)

                 = λ([α]) + λ([β]).

Thus λ: π1(S1, b) → Z is a homomorphism.

Now suppose that λ([α]) = λ([β]). Let F: [0, 1] × [0, 1] → S1 be the homotopy between α and β defined by

              F(t, τ ) = p( (1 − τ ) α˜ (t) + τβ˜(t) ),

where α˜ and β˜ are the lifts of α and β respectively starting at 0. Now β˜(1) = λ([β]) = λ([α]) = α˜ (1), and β˜(0) = α˜ (0) = 0. Therefore F(0, τ ) = b = p(α˜ (1)) = F(1, τ ) for all              τ ∈ [0, 1]. Thus α ≃β rel {0, 1}, and therefore  [α] = [β]. This shows that λ: π1(S1, b) → Z is injective.

The homomorphism λ is surjective, since n = λ([γn]) for all n ∈ Z, where the loop γn: [0, 1] → S1 is given by γn(t) = p(nt) = (cos 2πnt,sin 2πnt) for all t ∈ [0, 1]. We conclude that                   λ: π1(S1 , b) → Z is an isomorphism.

We now show that every continuous map from the closed disk D to itself has at least one fixed point. This is the two-dimensional version of the Brouwer Fixed Point Theorem.

Theorem 1.7 Let f: D → D be a continuous map which maps the closed disk D into itself. Then f(x0) = x0 for some x0 ∈ D Proof Let ∂D denote the boundary circle of D. The inclusion map i: ∂D → D induces a corresponding homomorphism  i#: π1(∂D, b) → π1(D, b)of fun damental groups for any b ∈∂D.

Suppose that it were the case that the map f has no fixed point in D.

Then one could define a continuous map r: D → ∂D as follows: for each x ∈ D, let r(x) be the point on the boundary ∂D of D obtained by continuing the line segment joining f(x) to x beyond x until it intersects ∂D at the point r(x). Note that r|∂D is the identity map of ∂D.

Let r#: π1(D, b) → π1(∂D, b) be the homomorphism of fundamental groups induced by r: D → ∂D. Now (r ◦ i)#: π1(∂D, b) → π1(∂D, b) is the identity isomorphism of π1(∂D, b), since r ◦ i: ∂D → ∂D is the identity map. But it follows directly from the definition of induced homomorphisms that (r ◦ i)# = r# ◦ i#. Therefore i#: π1(∂D, b) → π1(D, b) is injective,  and r#: π1(D, b) → π1(∂D, b) is surjective. But this is impossible, since π1(∂D, b) ≅ Z (Theorem 1.6) and π1(D, b) is the trivial group. This contradiction shows that the continuous map f: D → D must have at least one fixed point.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.