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@@ -600,5 +600,135 @@ $\partial X$ ist eine Mannigfaltigkeit der Dimension $n-1$.
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\caption{Beispiele für $k$-Simplexe}
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\end{figure}
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+
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+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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+% Mitschrieb vom 21.11.2013 %
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+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
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+\begin{definition}
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+ \begin{enumerate}[label=\alph*),ref=\theplaindefinition.\alph*]
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+ \item Eine endliche Menge $K$ von Simplizes im $\mdr^n$
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+ heißt (endlicher) \textbf{Simplizialkomplex}\xindex{Simplizialkomplex},
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+ wenn gilt:
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+ \begin{enumerate}[label=(\roman*)]
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+ \item Für $\Delta \in K$ und $S \subseteq \Delta$ Teilsimplex
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+ ist $S \in K$
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+ \item Für $\Delta_1, \Delta_2 \in K$ ist
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+ $\Delta_1 \cap \Delta_2$ leer
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+ oder ein Teilsimplex von $\Delta_1$ und von
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+ $\Delta_2$
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+ \end{enumerate}
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+ \item $|K| := \bigcup_{\Delta \in K} \Delta$ (mit Spurtoplogie)
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+ heißt \textbf{geometrische Realisierung}\xindex{Realisierung!geometrische}
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+ von $K$.
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+ \item Ist $d = \max \Set{ k | K \text{ enthält } k-\text{Simplex}}$,
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+ so heißt $d$ \textbf{Dimension}\xindex{Dimension} von
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+ $K$.
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+ \end{enumerate}
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+\end{definition}
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+
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+\xindex{Oktaeder}\xindex{Würfel}
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+\begin{figure}[ht]
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+ \centering
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+ \subfloat[1D Simplizialkomplex]{
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+ \parbox{4cm}{\centering\input{figures/topology-1-d-simplizialkomplex}}
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+ \label{fig:simplizialkomplex-1-d}
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+ }%
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+ \subfloat[2D Simplizialkomplex (ohne untere Fläche!)]{
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+ \parbox{4cm}{\centering\input{figures/topology-pyramid.tex}}
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+ \label{fig:simplizialkomplex-2-d}
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+ }%
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+ \subfloat[2D Simplizialkomplex]{
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+ \parbox{5cm}{\centering\input{figures/topology-oktaeder.tex}}
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+ \label{fig:simplizialkomplex-2-d-okateder}
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+ }%
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+
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+ \subfloat[1D Simplizialkomplex]{
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+ \parbox{5cm}{\centering\input{figures/topology-cube.tex}}
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+ \label{fig:simplizialkomplex-cube}
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+ }%
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+ \subfloat[2D Simplizialkomplex]{
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+ \parbox{5cm}{\centering\input{figures/topology-cube-divided.tex}}
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+ \label{fig:simplizialkomplex-cube-divided}
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+ }
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+
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+ \subfloat[$P$ ist kein Teilsimplex, da Eigenschaft (ii) verletzt ist]{
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+ \parbox{5cm}{\centering\input{figures/topology-triangle-no-simplicial-complex.tex}}
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+ \label{fig:no-simplizialkomplex-triangles}
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+ }%
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+ \subfloat[Simplizialkomplex]{
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+ \parbox{5cm}{\centering\input{figures/topology-triangle-simplicial-complex.tex}}
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+ \label{fig:simplizialkomplex-triangles}
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+ }%
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+ \label{fig:simplizialkomplexe}
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+ \caption{Beispiele für Simplizialkomplexe}
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+\end{figure}
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+
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+\begin{definition}
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+ Seien $K, L$ Simplizialkomplexe. Eine stetige Abbildung
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+ \[f:|K| \rightarrow |L|\]
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+ heißt \textbf{simplizial}\xindex{Abbildung!simpliziale}, wenn für
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+ jedes $\Delta \in K$ gilt:
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+ \begin{enumerate}[label=(\roman*)]
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+ \item $f(\Delta) \in L$
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+ \item $f|_{\Delta} : \Delta \rightarrow f(\Delta)$ ist eine
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+ affine Abbildung.
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+ \end{enumerate}
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+\end{definition}
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+
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+\begin{beispiel}
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+ \begin{enumerate}[label=\arabic*)]
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+ \item $\varphi(e_1) := b_1$, $\varphi(e_2) := b_2$\\
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+ $\varphi$ ist eine eindeutig bestimmte lineare Abbildung
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+
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+ \input{figures/topology-linear-mapping.tex}
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+
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+ \item Folgende Abbildung $\Delta^n \rightarrow \Delta^{n-1}$
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+ ist simplizial:
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+
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+ \input{figures/topology-triangle-to-line.tex}
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+ \item \todo[inline]{wozu dient das Beispiel?}
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+
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+ \input{figures/topology-2.tex}
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+ \end{enumerate}
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+\end{beispiel}
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+
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+\begin{definition}
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+ Sei $K$ ein endlicher Simplizialkomplex. Für $n \geq 0$ sei
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+ $a_n(K)$ die Anzahl der $n$-Simplizes in $K$.
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+
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+ Dann heißt
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+ \[\chi(K) := \sum_{k=0}^{\dim K} (-1)^n a_n(K)\]
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+ \textbf{Eulerzahl}\xindex{Eulerzahl} (oder Euler-Charakteristik\index{Euler-Charakteristik|see{Eulerzahl}})
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+ von $K$.
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+\end{definition}
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+
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+\begin{beispiel}
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+ \begin{enumerate}[label=\arabic*)]
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+ \item $\chi(\Delta^1) = 2 - 1 = 1$\\
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+ $\chi(\Delta^2) = 3 - 3 + 1 = 1$\\
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+ $\chi(\Delta^3) = 4 - 6 + 4 - 1 = 1$
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+ \item $\chi(\text{Oktaeder-Oberfläche}) = 6 - 12 + 8 = 2$\\
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+ $\chi(\text{Rand des Tetraeders}) = 2$\\
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+ $\chi(\text{Ikosaeder}) = 12 - 30 + 20 = 2$
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+ \item $\chi(\text{Würfel}) = 8 - 12 + 6 = 2$\\
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+ $\chi(\text{Würfel, unterteilt in Dreiecksflächen}) = 8 - (12 + 6) + (6 \cdot 2) = 2$
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+ \end{enumerate}
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+\end{beispiel}
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+
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+\begin{korollar}
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+ $\chi(\Delta^n) = 1$ für jedes $n \in \mdn_0$
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+\end{korollar}
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+
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+\begin{beweis}
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+ $\Delta^n$ ist die konvexe Hülle von $(e_0, \dots, e_n)$ in $\mdr^{n+1}$.
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+ Jede $(k+1)$-elementige Teilmenge von $\Set{e_0, \dots, e_n}$
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+ definiert ein $k$-Simplex.\\
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+ $\Rightarrow a_k(\Delta^n) = \binom{n+1}{k+1}, \;\;\; k = 0, \dots, n$\\
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+ $\Rightarrow \chi(\Delta^n) = \sum_{k=0}^n (-1)^k \binom{n+1}{k+1}$\\
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+ $f(x) = (x+1)^{n+1} \stackrel{\substack{\tiny\text{Binomischer}\\\text{Lehrsatz}}}{=} \sum_{k=0}^{n+1} \binom{n+1}{k} x^k$\\
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+ $\Rightarrow 0 = \sum_{k=0}^{n+1} \binom{n+1}{k} (-1)^k = \chi(\Delta^n) -1$\\
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+ $\Rightarrow \chi(\Delta^n) = 1 \qed$
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+\end{beweis}
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+
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% Die Übungsaufgaben sollen ganz am Ende des Kapitels sein.
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\input{Kapitel2-UB}
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