groupe fondamental

comment je calcule ou déduit le groupe fondamental de $\R ^2$ par exemple?

merci...

Réponses

  • Salut,

    $\R^2$ est contractile donc simplement connexe, donc son groupe fondamental est trivial. C'est plus intéressant avec $\R^2 \setminus \{ 0 \}$ par exemple...
  • et alors, on fait comment dans ce cas?
  • Pour te faire une idée:

    a) IR^2 privé de (0,0) étant connexe (connexe par arc dans IR^n étant équivalent), le point de base peut être arbitrairement choisi.

    b)Regarde un cercle de centre (0,0) et de rayon non nul et un cercle qui n'entoure pas le point (0,0) (et dont le support ne passe pas bien sur par (0,0)) sont ils homotopes ?

    c) Pense à tes cours sur l'analyse complexe (et la notion d'indice).

    Tout "tourne" autours du point (0,0)...

    Je crois que des dessins ici peuvent aider

    Airy.
  • Sans aucun theoreme c'est impossible a calculer bien que l'on trouve facilement ce que le resultat doit etre.
    Avec la suite exacte d'un revetement f:E->B on peut le faire facilement
    en considerant E=C B=C-{0} et f=exp.
    Meme avec l'indice c'est dur car l'indice donne la classe d'homologie et pas sa classe d'homotopie.
    Mauricio
  • Le plan privé d un point se rétracte sur un cercle et l on connait le groupe fondamental du cercle....
  • salut,

    Y'a t'il quelqu'uin qui pourrait m'expliquer c'est koi le groupe fondamentale ?

    ^oc^
  • C est difficile je ne connais pas ton niveau d etude mais vite fais:

    Tu as un espace topologique X et tu choisi un point de cet espace :x, tu consideres les chemins sur cet espace partant et arrivant en x ( applications continue de [0,1] dans X) cet ensemble , cet ensemble peut etre muni d un structure de groupe ( le neutre et le chemin constant qui reste en x, l inverse est le chemin fait dans l autre sens...)

    Tu as donc un groupe, sur ce groupe tu consideres la relation d equivalence, deux chemins sont identiques si l on peut deformer l un en l autre continument ( on peut donner une definition precise de ce qu est une deformation continue), tu quotiente ton groupe par cette relation d equivalence ( il faut verifier que cela passe bien au quotient) et tu as le groupe fondamental!!!!
  • ok pour le truc formel je pense que ca doit pas etre trés tres compliqué
    si l'espace est connexe , normalement le cardinal du groupe(quotient ) represente le "nombre de trous" (c'est peux etre pas egal mais ca doit pouvoir se deduire ) dans la connexe ?non?
    et le groupe fondamentale permet t'il d'avoir d'autre renseignement sur la nature topologique de X ?
    une derniere question c'est si l'espace topolologique est une variéte differentiable (j'y connais rien mais je sais un peu pres a koi ca ressemble)
    est ce que les forme differentielles on un rapport avec le groupe fondamentale ,enfin plutot le lien entre forme exact et fermée?a mon avis oui mais bon c'est juste une intuition

    ^oc^
  • Ensemblistement, le groupe fondamental est le nombre de composantes connexe de l'espace des lacets de X.
    Mauricio.
  • ... pour compléter ce que dit Pilz, lorsque X est connexe par arcs, ses groupes fondamentaux sont isomorphes : on parle donc "du" groupe fondamental.
  • oui lorsque X est connexe par arc
    phi(gamma)->gamma1°gamma°gamma1^-1
    avec gamma1 un chemin menant de x a y vive la conjugaison
  • Oc pose des questions intéressantes. En effet le groupe fondamental compte le nombre de trous dans l'espace topologique, mais la relation n'est pas aussi "straightforward" que tu sembles le penser : on a pas nombre de trous = cardinal du g.f. ; par exemple ça voudrait dire que le g.f. d'un espace simplement connexe (un disque mettons) est de cardinal 0 ?

    En fait le groupe fondamental est presque toujours infini (sauf quand il est trivial) ; par exemple pour $\C \setminus \{ 0 \}$ (où $S^1$, ça revient au même comme l'a dit Pilz) le groupe fondamental est isomorphe à $\Z$. Pour le tore $\mathbb{T}^2 = S^1 \times S^1$ il vaut, je te le donne en mille, $\Z^2$. Mais très souvent il n'est pas commutatif.

    Quant aux formes fermées et exactes, c'est plutôt un truc d'homologie. En fait c'est précisément ce qui sert à définir la cohomologie de de Rham, i.e. le quotient des formes fermées par les formes exactes, et puis le théorème de dualité de Poincaré (là j'y connais rien) donne des isomorphismes entre groupes d'homologie et groupes de cohomologie...

    Et le premier groupe d'homologie $H_1$ a un rapport avec le groupe fondamental $\pi_1$, au moins dans le cas d'un espace connexe par arcs, on a que $H_1$ est l'abéliansé de $\pi_1$. Ca se sent un peu mais bon je serais bien sûr incapable de faire la démo (quoique pour une fois je vois comment définir un morphisme de $\pi_1$ vers $H_1$).
  • pour X=C \{0} ca donne Z ,hum j'ai du mal a voir ,
    je prend x un point de X est un lacet d'extremite x soit le lacet englobe 0 soit ils l'englobent pas on dirai que ca donne que deux classes d'equivalences a moins que l'on prend en compte le nombre de tour et dans ce cas ca donne bien le résultat voulu .
    pour le nombre de trou faut voir avec le nombre de générateur du quotient enfin il doit y avoir un certain rapport mais je vois pas trés bien

    j'ai un peu de mal a voir S1XS1

    pour les forme exact et fermee j'ai pas compris "homologie"

    en fait le truc c'est que le groupe fondamentale depend (d'une certain maniere je sais pas a qu'elle point" du nombre de trou )d'un autre cote quand on definie un fonction sur un espace avec des trous et que l'on impose cette fonction d'etre holomorphe (par exemple) sur cette espace bah on sait rien de ce que se passe a l'interieur des trous et c'est la notion d'integration qui permet de clarifier un peux le trucs , la notion de residu et la notion de forme exacts et de primitive et de singularité on voit de trés trés loin le lien

    voila en tout merci pour c'est explication ca donne envie d'aller plus loin ,normalement l'annee prochaine j'ai un module sur ca...

    ^oc^
  • $S^1 \times S^1$ c'est un peu dur à voir comme ça, mais en fait c'est simplement le tore : tu fais tourner un cercle autour d'un autre cercle.

    Pour le groupe fondamental de $\C \setminus \{ 0 \}$, il y a effectivement les lacets homotopes à un lacet constant et les lacets qui font un tour, mais aussi ceux qui font deux tours, et trois tours, etc. Sans parler de ceux qui font un tour dans le sens antitrigonométrique

    En fait il faut voir que pour tout $n \in \Z$ tu peux définir le lacet $\gamma_n$ par $\gamma_n(t)=e^{int}$ pour $t \in [0,1]$. Il faut montrer deux choses : que $\gamma_n$ n'est pas homotope à $\gamma_{n'}$ si $n \neq n'$ (donc le g.f. contient $\Z$), et ensuite que tout lacet est isomorphe à un certain $\gamma_n$ (donc le g.f. est contenu dans $\Z$) et c'est l'analyse complexe qui nous donne ce $n$, via une définition intégrale de l'indice.

    Pour l'homologie c'est une longue histoire.. là j'ai la flemme mais tu peux regarder un cours ou même l'article de la wikipedia in english, et sinon je repasserai plus tard.
  • ^oc^>

    Dessine un chemin fermé qui tourne 2 fois autours de (0,0) et dessine un autre qui fait seulement un tour. Essaye ensuite de déformer (continument) l'un en l'autre en restant dans C*.

    Normallement, tu ne peux pas, ils sont donc pas homotopes, leurs classes respectives d'homotopie sont donc bien distinctes.

    Mauricio >

    Merci, la preuve est effectivement un peu plus hard que je ne le pensais.

    Airy.
  • Merci Airy

    En fait j'avais pas vraiment réfléchi et je me basse sur une fausse interprétation du résultat sur le changement de paramétrage ... c'est bon j'ai compris

    Donc S1xS1 c'est un tore (un beignet) donc je vois mieux comment ça fonctionne on prend un petit cercle et un grand cercle donc Z*Z
    (j'adore mon argumentation).

    Faudrait que j'arrive a formaliser un peu tout ça est essayer de trouver quelques théorèmes généraux pour calculer les groupes fondamentaux

    Encore merci j'ai pas perdu ma journée

    ^oc^
  • Il existe quand même des cas simples où le groupe fondamental est fini non trivial, par exemple celui de $\mathbb{P}^2(\mathbb{R})$ est $\mathbb{Z}/2\mathbb{Z}$.
  • Noter aussi que $P_3(\R)$ est homeomorphe a $SO(3,\R)$. Le $\pi_1$ est le groupe a deux elements...
  • salut
    moi, c'est que je ne comprend pas, comment répondre si on me demander de donner le groupe fondamental de tel espace.je comprend la définition d'un groupe fondamental mais j'ai du mal a appliqué.quelqu'un pourrait me donner un exemple que j'adopterais pour répondre a cette question
    merci
    sabri
  • je passe mercredi l’examen sur la topologie algébrique ,quelqu'un pourrait donner la méthode pour trouver le groupe fondamentale??
    cordialement
    sabri
  • Il aurait peut-être fallu s'apercevoir un peu plus tôt qu'apprendre le cours et faire des exercices peut servir pour l'examen ?
  • Et zou! sabri sabré par Zo!

  • Je ne suis pas sûr qu'il y ait une seule méthode.

    Moralement, Il faut imaginer sur une surface les types de lacets, au nombre de tours près, qui ne vont pas être équivalents c'est à dire qu'on ne peut pas en déformer un continûment pour obtenir l'autre. Sur un tore il y a sauf erreur trois types de lacets (au nombre de tours près) , les lacets d'un des types peuvent être déformés en un point, ceux du deuxième type peuvent être déformés en un petit cercle (une "tranche" du cylindre qui a servi à produire le tore en collant ensemble les deux cercles extrémités) et ceux du dernier type en "un grand cercle".


    Autrement, si je me souviens, bien il y a la notion de rétract par déformation qui sert pour calculer le pi1.

    En espérant, ne pas avoir écrit (trop) d'énormités.
  • Bonjour,
    Un outil qui est utile pour calculer des groupes fondamentaux est le théorème de Van Kampen.
    Ce dernier permet de connaitre le groupe fondamental d'une union d'espaces connexes par arcs dont l'intersection est connexe par arc.

    Cordialement,

    Climu
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