На главную страницу НМУ

Андрей Рябичев

Топология-1

Лекции читаются очно по вторникам, в 17:30 в аудитории 401 и транслируются на YouTube.


Чтобы сдать курс, нужно получить зачёт и написать экзамен. Это независимые мероприятия, можно писать экзамен, ещё не получив зачёт (но в случае лишь успеха на экзамене курс не будет считаться сданным).

Для получения зачёта необходимо сдать хотя бы X% задач из Y% листков, где X+Y=140. Задачи и листки со звёздочкой считаются сверх ста процентов.

Вот вариант экзамена 28 мая 2023 и видео-разбор. А вот вариант повторного экзамена 24 сентября 2023.

Лекции и задачи

Обратите внимание: в старых условиях задач могут исправляться опечатки

23 мая, лекция 14 (видео). Мы описали, когда между двумя накрытиями существует морфизм, в терминах фундаментальной группы базы. Затем мы вывели ряд других фактов о морфизмах накрытий и действиях групп.

16 мая, лекция 13 (видео). Мы доказали теорему о накрывающей гомотопии для произвольных накрытий, вывели что накрытие индуцирует инъективный гомоморфизм фундаментальных групп и показали, как по произвольной группе в базе построить соответствующее ей накрытие.

25 апреля, лекция 12 (видео). Мы доказали теорему о продолжении гомотопии для клеточных пар. Затем мы вывели из неё, что стягивание стягиваемого подкомплекса не меняет гомотопический тип, доказали теорему о клеточной аппроксимации и научились задавать фундаментальную группу клеточного комплекса образующими и соотношениями. В конце были сформулированы основные факты про накрытия, которые мы скоро докажем. Задачи к лекции 12.

18 апреля, лекция 11 (видео). Мы обсудили определение клеточного компекса и сформулировали ряд важных свойств. Задачи к лекции 11.

11 апреля, лекция 10 (видео). Мы обсудили, как строить фундаментальную группу букета пространств -- и, более подробно, теорему ван Кампена. Задачи к лекции 10.

4 апреля, лекция 9 (видео). Мы определили фундаментальную группу, обсудили, в каком смысле она не зависит от отмеченной точки, и доказали её функториальность и гомотопическую инвариантность. Задачи к лекции 9.

28 марта, лекция 8 (видео). Мы научились различать гомотопические классы отображений из окружности в окружность при помощи леммы о накрывающей гомотопии, а также обсудили несколько следствий из этой классификации. Задачи к лекции 8.

21 мартта, лекция 7 (видео). В первой части мы обсудили понятие ретракции. Во второй части мы доказали лемму о поднятии пути и лемму о поднятии гомотопии. Дополнительный листок к лекции 7.

14 марта, лекция 6 (видео). Мы ещё немного пообсуждали топологии на пространстве отображений. Далее мы определили понятия гомотопии отображения и гомотопической эквивалентности пространств. Задачи к лекции 6.

7 марта, лекция 5 (видео). Мы обсудили разные способы ввести топологию на множестве непрерывных отображений между фиксированными пространствами. Задачи к лекциям 4 и 5.

28 февраля, лекция 4 (видео). Мы доказали теорему Гейне-Бореля, устанавливающую эквивалентность между понятиями компактности и секвенциальной компактности метрических пространств. Также мы определили произведение для бесконечного числа топологических пространств.

21 февраля, лекция 3 (видео). Мы определили операции надстройки и джойна. Затем обсудили понятия связности и линейной связности пространства. В конце мы быстро сформулировали и даже успели доказать ряд свойств компактных пространств (самое важное из которых — что непрерывная биекция из компакта в хаусдорфово пространство является гомеоморфизмом). Задачи к лекции 3.

14 февраля, лекция 2 (видео). В начале лекции мы поговорили про непрерывные отображения между подмножествами евклидова пространства и про разные топологии на одном и том же множестве. Затем мы обсудили понятие фактортопологии и разобрали ряд важных примеров. В конце был намечен план доказательства леммы Урысона. Задачи к лекции 2.

7 февраля, лекция 1 (видео). Мы обсудили, как метрика задаёт топологию и что такое топология без метрики. Разобрали самые простые примеры топологий и операций с ними. Задачи к лекции 1.


Программа курса

  1. Общая топология: топологические постранства, база, хаусдорфовость, компактность, связность и линейная связность, гомеоморфизмы. Открыто-компактная топология*.

  2. Операции над пространствами: индуцированная топология, фактортопология, произведение, надстройка, джойн, смэш, цилиндр и конус отображения.

  3. Гомотопии, гомотопическая эквивалентность. Гомотопическая категория. Изотопии*.

  4. Фундаментальная группа, функториальность, зависимость от отмеченной точки. Фундаментальная группа окружности, теорема Брауэра.

  5. Накрытия: теорема о накрывающей гомотопии, универсальное накрытие, связь с фундаментальной группой.

  6. Триангуляции и CW-комплексы (клеточные пространства), теорема Борсука (корасслоения), теорема о клеточной аппроксимации.

  7. Фундаментальная группа клеточного пространства, задание групп образующими и соотношениями, теорема Ван Кампена.

  8. * Гомотопические группы: n-я гомотопическая группа n-мерной сферы, n-связность клеточного комплекса, слабая эквивалентность и теорема Уайтхеда.

  9. * Относительные гомотопические группы. Расслоения, расслоения в смысле Серра, точная последовательность расслоения.

Литература

  • Прасолов. Элементы комбинаторной и дифференциальной топологии

  • Вербицкий. Лекции и задачи по топологии

  • Хатчер. Алгебраическая топология

  • Фоменко, Фукс. Курс гомотопической топологии

    Дополнительная литература

  • Виро, Иванов, Нецветаев, Харламов. Элементарная топология

  • Скопенков. Алгебраическая топология с геометрческой точки зрения

  • Следующий курс -- Топология-2 (осень 2023)