Topologie algébrique

Bonjour cher mathématiciens j'aime bien savoir vos réponses de l'exercice suivant.

Soit T' un tore pincé de IR3.
1) Décrire T' comme quotient de [0,1]2 par une relation d'équivalence.
2) Calculer le groupe fondamental de T'.

[Ne pas négliger les apostrophes. Merci. AD]

Réponses

  • Est-ce qu’un tore pincé est la figure ci-dessous ?

    toreklein.jpg

    Si oui, pour la première question, tu peux partir de la représentation usuelle du tore et faire un recollement supplémentaire.
  • le Tore pincé a un point de pincement p
  • Peux-tu le définir plus précisément ? Là ce n'est pas très clair
  • En fait, je crois que c’est la surface suivante (le tore est écrasé sur un point).

    torepince.jpg

    Édit : Wikipedia.
  • Le tore pincé dont je parle celui qui s'obtient par un tore=S1×S1 en identifiant un cercle méridien en un unique point p
  • Sais-tu comment obtenir un tore classique comme quotient de $[0, 1]^2$ ? Si oui, il te reste à voir comment se traduit l'identification d'un des méridiens au niveau du quotient.
  • Sur un tore ordinaire il y a deux types de chemins fermés (boucles) à homotopie près.
    Ceux qui ceinturent le tore et ceux qui font comme une anse au tore*.
    En pinçant le tore les boucles qui faisaient anses deviennent homotopes à un chemin constant.
    Donc fort de ce constat empirique je pense que le groupe fondamental du tore pincé est le même que celui du cercle (j'ai bien écrit cercle et pas disque)

    *: On ne peut pas déformer une boucle d'un type en une boucle d'un autre type à cause du trou !
  • ¨[(s,t)]={(s,t)} si (s,t) appartient à ]0,1[ 2

    ¨[(s,t)]= {(0,t),(1,t)} si (s,t) appartient à {0,1}× ]0,1[

    ¨[(s,t)]=P si (s,t) appartient à ]0,1[ ×{0,1} U {0,1}×{0,1}

    Cher mathématiciens que pensez vous de cette réponse >
  • Ça m’a l’air correct. Dans le dernier, tu peux simplement mettre l’intervalle fermé à la place de la réunion.
  • Alors as-tu une idée comment calculer son groupe fondamental ? Merci.
  • Il y a plusieurs options possibles :

    1) Est-ce que tu connais le théorème de Van Kampen version groupoïde ? Si oui on peut faire quelque chose de très sympa avec ça

    2) Est-ce que tu as déjà calculé le groupe fondamental d'un tore épointé ? Tu te souviens de comment tu as fait ? est-ce que tu peux faire un truc similaire ?

    Si la réponse aux deux est non, on peut te guider, disons pour le 2) (pour le 1) il faudrait apprendre de nouvelles notions donc ce ne serait pas pertinent dans le cadre d'un exercice)
  • Bonjour,
    Je propose une autre possibilité : je note $p\colon\left[0,1\right]^2\to T'$ la projection canonique et $A$ l'image de $\left\{\dfrac 12\right\}\times\left[0,1\right]$ par $p$.
    Alors $A$ est homéomorphe à $S^1$ et c'est un rétract par déformation de $X$.
  • Philippe : tu es sûr de toi ? J'ai l'impression que l'espace décrit a un $H_2$ non nul et que donc ça va être compliqué
    (Mais je le fais de tête donc je me gourre peut-être)
  • Maxtimax : j'ai écrit rapidement l'homotopie sur une feuille et ça m'a l'air de marcher. Je trouve le même résultat en utilisant le théorème de Van Kampen.
  • Tu peux l'écrire ici (en blanc sur blanc par exemple) ou me l'envoyer en message privé ?

    Selon moi, $T' = T^2/S^1$ pour un $S^1$ "transverse", et l'inclusion $S^1\to T^2$ est une cofibration, donc $H_2(T^2,S^1) \cong H_2(T^2/S^1)$, et pour le premier on a la suite exacte longue qui nous donne que $H_2(T^2)\cong \mathbb Z$ s'injecte dans $H_2(T^2,S^1)$. Donc $T^2/S^1$ ne peut pas être équivalent à $S^1$.


    (je suis d'accord que ça donne le bon $\pi_1$, mais je ne crois pas que l'argument soit correct)

    Peut-être une autre version, qui n'utilise pas le mot "cofibration" : $T^2$ a une structure de CW-complexe avec comme $1$-squelette $S^1\vee S^1$, et une seule $2$-cellule. Si on collapse une $1$-cellule, on obtient une structure de CW-complexe qui a une $1$-cellule et une $2$-cellule; au vu du $\pi_1$ qu'on obtient, on ne peut pas avoir $H_2 = 0$.

    Troisième version : le dernier dessin de MrJ (ou un rappel que $S^2$ est la suspension non réduite de $S^1$) indique que $T^2$ est une sphère $S^2$ où on a identifié les deux pôles. Cela revient à mettre un bâton d'un pôle vers l'autre, et donc cela revient à $S^2\vee S^1$ (puisque $S^2$ est aussi la suspension réduite de $S^1$)
  • Bonsoir,
    C'est bon, j'étais fatigué avec mon homotopie tout à l'heure, elle n'était même pas bien définie.
    Ton explication m'avait de toute façon convaincu.
  • Par une autre méthode, on peut dire que le groupe fondamental d'un CW-complexe ne dépend que du $2$-squelette, donc on peut remplir le tore pincé (qui est une $2$-sphère avec deux points identifiés) par une $3$-boule sans modifier le groupe fondamental. En rétractant par déformation sur un cercle, on trouve le groupe fondamental.
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