Browsing by Subject "avaruuden perusryhmä"

Tässä työssä esitetään ja todistetaan Seifertin--van Kampenin lause. Lauseen avulla voidaan muodostaa perusryhmä topologiselle avaruudelle, joka koostuu sopivalla tavalla kahdesta tai useammasta osa-avaruudesta, joiden perusryhmät oletetaan tunnetuksi. Yleisesti perusryhmän käsite kuuluu algebrallisen topologian alaan, jossa sovelletaan abstraktin algebran käsitteitä ja menetelmiä topologisiin avaruuksiin. Perusryhmä kuvaa tärkeällä tavalla topologisen avaruuden rakennetta: topologisen avaruuden rakenteen esitys algebrallisena rakenteena, ryhmänä, on tärkeä abstraktiokeino, joka avaa merkittäviä mahdollisuuksia topologisia avaruuksia koskevalle päättelylle. Seifertin--van Kampenin lause mahdollistaa tämän päättelyn soveltamisen myös sellaisiin avaruuksiin, joiden perusryhmän muodostaminen suoraan määritelmistä lähtien ei onnistu kohtuudella. \vspace{6pt} Johdantona Seifertin--van Kampenin lauseelle työssä esitetään lauseen kannalta keskeisten algebran ja topologian käsitteiden määritelmät. Lisäksi annetaan ja osin esitetään todistukset keskeisille lauseille, joita tarvitaan Seifertin--van Kampenin lauseen todistuksessa. \vspace{6pt} Esimerkkeinä Seifertin--van Kampenin lauseen sovelluksista johdetaan kiilasumman ja erään graafin perusryhmä. Laajempana sovelluksena määritellään monistojen ja niiden erikoistapauksena kompaktien pintojen käsite ja niiden monikulmioesitys. Lopuksi esitetään ja osin todistetaan Seifertin--van Kampenin lauseen avulla kompaktien pintojen luokittelulause, jonka mukainen jokainen kompakti pinta on homeomorfinen pallon, torusten yhtenäisen summan tai projektiivisten tasojen yhtenäisen summan ja vain yhden näistä kanssa.