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 المرجع الالكتروني للمعلوماتية
تـشكيـل اتـجاهات المـستـهلك والعوامـل المؤثـرة عليـها
2024-11-27
النـماذج النـظريـة لاتـجاهـات المـستـهلـك
2024-11-27
{اصبروا وصابروا ورابطوا }
2024-11-27
الله لا يضيع اجر عامل
2024-11-27
ذكر الله
2024-11-27
الاختبار في ذبل الأموال والأنفس
2024-11-27

المرأة بين الجاهلية والاسلام
28-7-2022
حقوق المحضون تجاه الحاضن وولي النفس
2023-09-01
القرآن حبل الله المتين
8-7-2021
الرمز المقروء
2023-04-01
يحيى بن حميدة بن ظافر
5-8-2016
Poisson Distribution
19-4-2021

Simplicial Homology Groups-Connectedness and H0(K)  
  
1261   03:18 مساءً   date: 28-6-2017
Author : David R. Wilkins
Book or Source : Algebraic Topology
Page and Part : 69-72


Read More
Date: 1-8-2021 1182
Date: 3-8-2021 1485
Date: 6-7-2021 1197

Lemma 1.1 Let K be a simplicial complex. Then K can be partitioned into pairwise disjoint subcomplexes K1, K2, . . . , Kr whose polyhedra are the connected components of the polyhedron |K| of K.

Proof Let X1, X2, . . . , Xr be the connected components of the polyhedron of K, and, for each j, let Kj be the collection of all simplices σ of K for which σ ⊂ Xj . If a simplex belongs to Kj for all j then so do all its faces.

Therefore K1, K2, . . . , Kr are subcomplexes of K. These subcomplexes are pairwise disjoint since the connected components X1, X2, . . . , Xr of |K| are

pairwise disjoint. Moreover, if σ ∈ K then σ ⊂ Xj for some j, since σ is a connected subset of |K|, and any connected subset of a topological space is contained in some connected component. But then σ ∈ Kj . It follows that

               K = K1 ∪ K2 ∪ · · · ∪ Kr and |K| = |K1| ∪ |K2| ∪ · · · ∪ |Kr|, as required.

 The direct sum A1⊕A2⊕· · ·⊕Ar of additive Abelian groups A1, A2, . . . , Ar is defined to be the additive group consisting of all r-tuples (a1, a2, . . . , ar) with ai ∈ Ai for i = 1, 2, . . . , r, where

                (a1, a2, . . . , ar) + (b1, b2, . . . , br) ≡ (a1 + b1, a2 + b2, . . . , ar + br).

Lemma 1.2 Let K be a simplicial complex. Suppose that K = K1 ∪ K2 ∪· · · ∪ Kr, where K1, K2, . . . Kr are pairwise disjoint. Then

Hq(K) ∼= Hq(K1) ⊕ Hq(K2) ⊕ · · · ⊕ Hq(Kr) for all integers q.

Proof We may restrict our attention to the case when 0 ≤ q ≤ dim K,  since Hq(K) = {0} if q < 0 or q > dim K. Now any q-chain c of K can be expressed uniquely as a sum of the form c = c1 + c2 + · · · + cr, where cj is a q-chain of Kj for j = 1, 2, . . . , r. It follows that

                                    Cq(K) ≅ Cq(K1) ⊕ Cq(K2) ⊕ · · · ⊕ Cq(Kr).

Now let z be a q-cycle of K (i.e., z ∈ Cq(K) satisfies ∂q(z) = 0). We can express z uniquely in the form z = z1 + z2 + · · · + zr, where zj is a q-chain of Kj for j = 1, 2, . . . , r. Now

                       0 = ∂q(z) = ∂q(z1) + ∂q(z2) + · · · + ∂q(zr),

and ∂q(zj ) is a (q−1)-chain of Kj for j = 1, 2, . . . , r. It follows that ∂q(zj ) = 0 for j = 1, 2, . . . , r. Hence each zj is a q-cycle of Kj , and thus

                         Zq(K) ≅ Zq(K1) ⊕ Zq(K2) ⊕ · · · ⊕ Zq(Kr).

Now let b be a q-boundary of K. Then b = ∂q+1(c) for some (q + 1)-  chain c of K. Moreover c = c1 + c2 + · · · cr, where cj ∈ Cq+1(Kj ). Thus b = b1 + b2 + · · · br, where bj ∈ Bq(Kj ) is given by bj = ∂q+1cj for j = 1, 2, . . . , r.  We deduce that

                        Bq(K) ≅ Bq(K1) ⊕ Bq(K2) ⊕ · · · ⊕ Bq(Kr).

It follows from these observations that there is a well-defined isomorphism

               ν: Hq(K1) ⊕ Hq(K2) ⊕ · · · ⊕ Hq(Kr) → Hq(K)

which maps ([z1], [z2], . . . , [zr]) to [z1 + z2 + · · · + zr], where [zj] denotes the

homology class of a q-cycle zj of Kj for j = 1, 2, . . . , r.

Let K be a simplicial complex, and let y and z be vertices of K. We say that y and z can be joined by an edge path if there exists a sequence v0, v1, . . . , vm of vertices of K with v0 = y and vm = z such that the line segment with endpoints vj−1 and vj is an edge belonging to K for j = 1, 2, . . . , m.

Lemma 1.3 The polyhedron |K| of a simplicial complex K is a connected topological space if and only if any two vertices of K can be joined by an edge path.

Proof It is easy to verify that if any two vertices of K can be joined by an edge path then |K| is path-connected and is thus connected. (Indeed any two points of |K| can be joined by a path made up of a finite number of straight line segments.)

We must show that if |K| is connected then any two vertices of K can be joined by an edge path. Choose a vertex v0 of K. It suffices to verify that every vertex of K can be joined to v0 by an edge path.

Let K0 be the collection of all of the simplices of K having the property that one (and hence all) of the vertices of that simplex can be joined to v0 by an edge path. If σ is a simplex belonging to K0 then every vertex of σ can be joined to v0 by an edge path, and therefore every face of σ belongs to K0.

Thus K0 is a subcomplex of K. Clearly the collection K1 of all simplices of K which do not belong to K0 is also a subcomplex of K. Thus K = K0 ∪ K1,  where K0 ∩ K1 = ∅, and hence |K| = |K0| ∪ |K1|, where |K0| ∩ |K1| = ∅.

But the polyhedra |K0| and |K1| of K0 and K1 are closed subsets of |K|. It follows from the connectedness of |K| that either |K0| = ∅ or |K1| = ∅. But v0 ∈ K0. Thus K1 = ∅ and K0 = K, showing that every vertex of K can be joined to v0 by an edge path, as required.

Theorem 1.4 Let K be a simplicial complex. Suppose that the polyhedron |K| of K is connected. Then H0(K) ≅Z.

Proof Let u1, u2, . . . , ur be the vertices of the simplicial complex K. Every 0-chain of K can be expressed uniquely as a formal sum of the form

                                         n1〈u1〉 + n2〈u2〉 + · · · + nr〈ur

for some integers n1, n2, . . . , nr. It follows that there is a well-defined homomorphism

ε: C0(K) → Z defined by

ε (n1〈u1〉 + n2〈u2〉 + · · · + nr〈ur〉) = n1 + n2 + · · · + nr.

ow ε(∂1(〈y, z〉)) = ε(〈z〉 − 〈y〉) = 0 whenever y and z are endpoints of an edge of K. It follows that ε ◦ ∂1 = 0, and hence B0(K) ⊂ ker ε.

Let v0, v1, . . . , vm be vertices of K determining an edge path. Then

Now |K| is connected, and therefore any pair of vertices of K can be joined by an edge path (Lemma 1.3). We deduce that 〈z〉− 〈y〉∈ B0(K) for all vertices y and z of K. Thus if c ∈ ker ε, where

and hence

c ∈ B0(K). We conclude that ker ε ⊂ B0(K), and hence ker ε = B0(K).

Now the homomorphism ε: C0(K) → Z is surjective and its kernel is B0(K). Therefore it induces an isomorphism from C0(K)/B0(K) to Z.

However Z0(K) = C0(K) (since ∂0 = 0 by definition). Thus H0(K) ≡C0(K)/B0(K) ∼= Z, as required.

On combining Theorem 1.4 with Lemmas 1.1 and 1.2 we obtain immediately the following result.

Corollary 1.5 Let K be a simplicial complex. Then

H0(K) ≅ Z ⊕ Z ⊕ · · · ⊕ Z (r times),

where r is the number of connected components of |K|.

 

 

 

 

 

 

 




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.