Lecture Notes in Algebraic Topology

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出版者:American Mathematical Society
作者:Paul Kirk James F. Davis
出品人:
页数:367
译者:
出版时间:2001-8-1
价格:USD 64.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780821821602
丛书系列:Graduate Studies in Mathematics
图书标签:
  • 数学
  • 代数拓扑
  • 拓扑
  • topology
  • Math
  • 代数拓扑
  • 同调论
  • 上同调论
  • 纤维丛
  • 同伦论
  • 基本群
  • 覆盖空间
  • 奇异同调
  • 上同调环
  • 谱序列
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具体描述

The amount of algebraic topology a graduate student specializing in topology must learn can be intimidating. Moreover, by their second year of graduate studies, students must make the transition from understanding simple proofs line-by-line to understanding the overall structure of proofs of difficult theorems.

To help students make this transition, the material in this book is presented in an increasingly sophisticated manner. It is intended to bridge the gap between algebraic and geometric topology, both by providing the algebraic tools that a geometric topologist needs and by concentrating on those areas of algebraic topology that are geometrically motivated.

Prerequisites for using this book include basic set-theoretic topology, the definition of CW-complexes, some knowledge of the fundamental group/covering space theory, and the construction of singular homology. Most of this material is briefly reviewed at the beginning of the book.

The topics discussed by the authors include typical material for first- and second-year graduate courses. The core of the exposition consists of chapters on homotopy groups and on spectral sequences. There is also material that would interest students of geometric topology (homology with local coefficients and obstruction theory) and algebraic topology (spectra and generalized homology), as well as preparation for more advanced topics such as algebraic K-theory and the s-cobordism theorem.

A unique feature of the book is the inclusion, at the end of each chapter, of several projects that require students to present proofs of substantial theorems and to write notes accompanying their explanations. Working on these projects allows students to grapple with the “big picture”, teaches them how to give mathematical lectures, and prepares them for participating in research seminars.

The book is designed as a textbook for graduate students studying algebraic and geometric topology and homotopy theory. It will also be useful for students from other fields such as differential geometry, algebraic geometry, and homological algebra. The exposition in the text is clear; special cases are presented over complex general statements.

《代数拓扑讲义》 简介 《代数拓扑讲义》是一部深入探讨代数拓扑学核心概念的著作。本书旨在为读者提供一个扎实的理论基础,并引导他们理解如何运用代数工具研究几何空间。代数拓扑学作为现代数学的一个重要分支,其核心在于利用代数结构(如群、环、模等)来刻画和区分拓扑空间。这种方法论的威力在于,它将难以直观把握的连续形变和整体性质,转化为可以精确计算和分析的代数不变式。 本书从最基础的拓扑空间的概念出发,逐步引入同伦论、基本群、复形、同调论等关键内容。我们将首先建立起对拓扑空间的基本认识,理解连续映射、同胚、连通性、紧致性等拓扑性质。随后,我们将深入研究同伦的概念,这是代数拓扑学中用于衡量两个连续映射“接近程度”的核心思想。通过同伦,我们可以定义同伦等价,从而将具有相同同伦性质的空间归为一类。 基本群是代数拓扑学中最早也是最重要的代数不变量之一。本书将详细介绍路径、闭合路径、路径的连接积以及同伦等价关系,在此基础上定义基本群,并阐述其在分类非平凡的“洞”或“孔”方面的作用。我们将学习如何计算一些基本空间的odings群,例如圆、环面、射影空间等,并介绍万有覆盖空间理论,它为理解基本群的结构提供了强大的工具。 复形的概念是代数拓扑学中构造和研究空间的重要方法。本书将介绍单复形和链复形,并解释如何将几何空间转化为代数对象。同调论正是基于链复形及其同态构造的。我们将详细讲解链复形的定义、链映射、同伦链映射,以及由此产生的同调群。同调群是区分拓扑空间更精细的代数不变量,它们能够捕捉到空间中不同维度的“洞”。本书将深入探讨链复形的各种计算技巧,以及同调群的基本性质,例如正合序列、奇异同调、胞腔同调等。 除了奇异同调和胞腔同调,本书还将介绍辛纽同调,以及它们之间的同构关系(例如同调群的唯一性)。我们还将探讨公理化方法在同调论中的应用,例如五引理,它是在处理链复形和计算同调群时一个极其重要的工具。 在理解了基本同调群之后,本书将进一步探讨更高级的主题,例如上同调论。上同调群提供了与同调群互补的信息,并且在代数拓扑学的许多重要构造中扮演着关键角色,例如张量积和柯西-施瓦茨不等式。本书还将介绍霍普夫代数和史密斯理论等更现代的代数拓扑学概念,以及它们在研究更复杂空间时的应用。 此外,本书还将触及一些相关的概念,如纤维丛、陈类、庞加莱对偶定理等,这些概念在微分几何、代数几何以及理论物理等领域都有着广泛的应用。我们将通过大量的例子和练习题来巩固读者对抽象概念的理解,并培养他们解决实际问题的能力。 《代数拓扑讲义》的目标是为读者提供一个清晰、严谨且富有洞察力的学习体验,使他们能够掌握代数拓扑学的基本原理和方法,并为进一步深入研究拓扑学及相关数学分支打下坚实的基础。无论是对纯粹数学研究有浓厚兴趣的学生,还是希望在相关应用领域(如理论物理、计算机科学)获得更深层次理解的专业人士,本书都将是他们宝贵的学习资源。本书的语言力求精确而易懂,力图在保持数学严谨性的同时,也能让初学者逐步领会代数拓扑学的魅力。

作者简介

目录信息

Chapter 1. Chain Complexes, Homology, and Cohomology 18
§1.1. Chain complexes associated to a space 18
§1.2. Tensor products, adjoint functors, and Horn 25
§1.3. Tensor and Horn functors on chain complexes 29
§1.4. Singular cohomology 31
§1.5. The Eilenberg-Steenrod axioms 36
§1.6. Projects for Chapter 1 39
Chapter 2. Homological Algebra 40
§2.1. Axioms for Tor and Ext; projective resolutions 40
§2.2. Projective and injective modules 46
§2.3. Resolutions 50
§2.4. Definition of Tor and Ext - existence 52
§2.5. The fundamental lemma of homologieal algebra 53
§2.6. Universal coefficient theorems 60
§2.7. Projects for Chapter 2 66
Chapter 3. Products 68
§3.1. Tensor products of chain complexes and the algebraic Kiinneth theorem 68
§3.2. The Eilenberg-Zilber maps 71
§3.3. Cross and cup products 73
§3.4. The Alexander-Whitney diagonal approximation 81
§3.5. Relative cup and cap products 84
§3.6. Projects for Chapter 3 87
Chapter 4. Fiber Bundles 94
§4.1. Group actions 94
§4.2. Fiber bundles 95
§4.3. Examples of fiber bundles 98
§4.4. Principal bundles and associated bundles 101
§4.5. Reducing the structure group 106
§4.6. Maps of bundles and pullbacks 107
§4.7. Projects for Chapter 4 109
Chapter 5. Homology with Local Coefficients 112
§5.1. Definition of homology with twisted coefficients 113
§5.2. Examples and basic properties 115
§5.3. Definition of homology with a local coefficient system 120
§5.4. Functoriality 122
§5.5. Projects for Chapter 5 125
Chapter 6. Fibrations, Cofibrations and Homotopy Groups 128
§6.1. Compactly generated spaces 128
§6.2. Fibrations 131
§6.3. The fiber of a fibration 133
§6.4. Path space fibrations 137
§6.5. Fiber homotopy 140
§6.6. Replacing a map by a fibration 140
56.7. Cofibrations 144
§6.8. Replacing a map by a cofibration 148
§6.9. Sets of homotopy classes of maps 151
§6.10. Adjoint of loops and suspension; smash products 153
§6.11. Fibration and cofibration sequences 155
§6.12. Puppe sequences 158
§6.13. Homotopy groups 160
§6.14. Examples of fibrations 162
§6.15. Relative homotopy groups 169
§6.16. The action of the fundamental group on homotopy sets 172
§6.17. The Hurewicz and Whitehead theorems 177
§6.18. Projects for Chapter 6 180
Chapter 7. Obstruction Theory and Eilenberg-MacLane Spaces 182
§7.1. Basic problems of obstruction theory 182
§7.2. The obstruction cocycle 185
§7.3. Construction of the obstruction cocycle 186
§7.4. Proof of the extension theorem 189
§7.5. Obstructions to finding a homotopy 192
§7.6. Primary obstructions 193
§7.7. Eilenberg- MacLane spaces 194
§7.8. Aspherical spaces 200
§7.9. CW-approximations and Whitehead's theorem 202
§7.10. Obstruction theory in fibrations 206
§7.11. Characteristic classes 208
§7.12. Projects for Chapter 7 209
Chapter 8. Bordism, Spectra, and Generalized Homology 212
§8.1. Framed bordism and homotopy groups of spheres 213
§8.2. Suspension and the Freudenthal theorem 219
§8.3. Stable tangential framings 221
§8.4. Spectra 227
§8.5. More general bordism theories 230
§8.6. Classifying spaces 234
§8.7. Construction of the Thorn spectra 236
§8.8. Generalized homology theories 244
§8.9. Projects for Chapter 8 251
Chapter 9. Spectral Sequences 254
§9.1. Definition of a spectral sequence 254
§9.2. The Leray-Serre-Atiyah-Hirzebruch spectral sequence 258
§9.3. The edge homomorphisms and the transgression 262
§9.4. Applications of the homology spectral sequence 266
§9.5. The cohomology spectral sequence 271
§9.6. Homology of groups 278
§9.7. Homology of covering spaces 281
§9.8. Relative spectral sequences 283
§9.9. Projects for Chapter 9 283
Chapter 10. Further Applications of Spectral Sequences 284
§10.1. Serre classes of abelian groups 284
§10.2. Homotopy groups of spheres 293
§10.3. Suspension, looping, and the transgression 296
§10.4. Cohomology operations 300
§10.5. The mod 2 Steenrod algebra 305
§10.6. The Thorn isomorphism theorem 312
§10.7. Intersection theory 316
§10.8. Stiefel-Whitney classes 323
§10.9. Localization 329
§10.10. Construction of bordism invariants 334
§10.11. Projects for Chapter 10 336
Chapter 11. Simple-Homotopy Theory 340
§11.1. Introduction 340
§11.2. Invertible matrices and K[sub(1)](R) 343
§11.3. Torsion for chain complexes 351
§11.4. Whitehead torsion for CW-complexes 360
§11.5. Reidemeister torsion 363
§11.6. Torsion and lens spaces 365
§11.7. The s-cobordism theorem 374
§11.8. Projects for Chapter 11 374
Bibliography 376
Index 380
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我拿到《Lecture Notes in Algebraic Topology》这本书的时候,简直就像是一个数学爱好者发现了一座宝藏,尽管我还没有真正深入研读它的每一个章节,但仅凭它的标题和初步翻阅,我就被它所散发出的那种严谨又迷人的气息深深吸引了。作为一名对抽象数学有着强烈好奇心的读者,代数拓扑学一直是我渴望探索的领域。它将代数结构的力量引入到几何学的世界,通过同调群、同伦群等概念来区分和理解那些看似相似但本质上截然不同的空间,这本身就充满了令人兴奋的可能性。我非常期待这本书能够为我揭示这个世界的奥秘。我脑海中想象着,一旦我掌握了书中的概念,我就能从全新的视角去理解一些我曾经遇到的数学问题,甚至可能对一些未解之谜产生新的想法。这本书的装帧设计也相当别致,纸张的质感,排版的疏密,都给人一种舒适的阅读体验,这对于一本需要高度专注的学术性读物来说,是至关重要的。我喜欢那些精心制作的数学著作,它们本身就像艺术品一样,能够激发读者的灵感。这本书的页数看起来也相当可观,这意味着它会包含足够详尽的讲解和大量的例子,足以引导我这个新手一步步地走入代数拓扑的殿堂。我甚至已经在我的学习计划中为这本书预留了充足的时间,计划每天都投入一部分精力去消化其中的内容。我希望这本书能成为我学习道路上的一个重要里程碑。

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我是一名对数学理论有着强烈求知欲的学习者,而《Lecture Notes in Algebraic Topology》这本书的标题,立刻吸引了我。代数拓扑学,作为一门连接代数世界与几何世界的桥梁,一直是我心向往之的研究领域。我喜欢那些能够将抽象的概念以逻辑严谨且易于理解的方式呈现出来的书籍。我特别期待这本书能够清晰地介绍诸如同伦群、同调群、和万有覆盖空间等核心概念。我希望书中能够提供详细的定义、构造过程以及它们的性质,并且最好能够辅以一些经典案例的分析,比如对球面、环面等基本空间的计算,让我能够直观地感受到这些代数工具在理解几何形状时的强大力量。我对于数学证明的严谨性有很高的要求,因此,我也会关注书中是否提供了对关键定理的详细证明,以及这些证明是如何一步步展开的。我期待这本书能够成为我学习代数拓扑学的坚实基础,帮助我建立起对这个领域的深刻理解,并激发我对数学更深层次的探索。我计划投入大量的时间来研读这本书,希望能通过每一次的深入理解,逐步构建起我对代数拓扑学知识体系的完整认知。

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作为一名数学领域的探索者,《Lecture Notes in Algebraic Topology》这本书的出现,无疑为我打开了一扇通往代数拓扑学核心世界的大门。我对于能够清晰阐释抽象数学概念的书籍情有独钟,而代数拓扑学,这门研究空间性质并利用代数工具来分析这些性质的学科,本身就充满了迷人的挑战。我尤其期待这本书能够系统地介绍同调论的基石,比如奇异同调、胞腔同调,以及它们之间的关系,还有那个神秘而强大的“第五同调长正合序列”。我希望书中不仅仅停留在理论的介绍,更能辅以丰富的例子,帮助我理解这些抽象概念是如何具体应用于分析不同空间的拓扑结构的。例如,我非常渴望能够通过这本书,清晰地理解为什么球面的同调群是那样,而环面的同调群又是如何不同。书中的“Lecture Notes”字样,也让我预感到这会是一本教学质量极高的著作,它可能包含了一些在课堂上才能获得的宝贵见解。我计划将这本书作为我深入学习代数拓扑学的首选读物,并希望通过系统的研习,能够真正掌握这门学科的精髓,并将其应用于我自己的研究中,去发现更多隐藏在数学结构中的美。

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作为一名长期沉浸在数学世界的研究者,我总是对那些能够系统性地梳理复杂理论的著作抱有极大的期待,《Lecture Notes in Algebraic Topology》无疑就是这样一本让我眼前一亮的著作。代数拓扑学,一个在纯粹数学领域中举足轻重的分支,它以其独特的工具和深刻的洞察力,连接了代数、几何和分析等多个数学分支,展现了数学的普适性和美妙之处。这本书的名字本身就传递出一种权威感和学术深度,预示着它将是一次严谨的学术之旅。我通常会先从目录和引言部分入手,尝试理解作者的整体思路和本书的结构安排。我非常欣赏那些能够将高度抽象的概念以清晰、逻辑严谨的方式呈现出来的作者。代数拓扑学中的许多概念,如单纯复形、奇异同调、胞腔同调等等,都需要扎实的代数基础和对几何直观的深刻理解,我期待这本书能够在这两方面都提供卓越的指导。我通常会关注书中是否提供了足够的练习题,因为实践是检验和巩固理论知识的最佳途径。同时,我也会留意书中引用的参考文献,这不仅能帮助我追溯概念的源头,还能为我进一步深入研究提供方向。我尤其对那些能够启发思考、提出新问题的著作情有独钟,我希望这本书不仅仅是知识的传递,更能激发我的创造力。

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我对《Lecture Notes in Algebraic Topology》这本书的期待,源于我对抽象数学领域中那些精妙理论的浓厚兴趣。代数拓扑学,这门学科以其独特的视角,巧妙地将代数的抽象结构与几何空间的内在属性相结合,用严谨的数学语言来描绘和区分这些空间,这让我感到无比着迷。我希望这本书能够成为我理解这个迷人领域的一本入门指引,尤其是在对诸如同调论、同伦论等核心概念的介绍上,我期待它能够提供清晰、透彻的讲解。我喜欢那些能够循序渐进、由浅入深的书籍,它们能够帮助我逐步建立起对复杂理论的认知。我尤其关注书中是否能够有效地解释诸如“同调群”这样的概念,以及这些群是如何被构造出来的,它们又在识别和区分拓扑空间方面发挥着怎样的作用。我希望这本书能够提供充分的例子,来帮助我理解这些抽象的代数结构在几何上的直观含义。我计划将这本书作为我的主要学习资料,并投入足够的时间和精力去钻研其中的内容,以便能够在这个领域打下坚实的基础,并开启我对数学更深层次的探索之旅。

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《Lecture Notes in Algebraic Topology》这本书的标题本身就充满了学术的魅力,对我而言,它预示着一次深入探索抽象数学世界的旅程。代数拓扑学,作为连接代数与几何的桥梁,总是能以其独特的视角揭示数学的深刻结构。我一直对那些能够系统地梳理复杂理论,并提供清晰证明和丰富例子的数学著作情有独钟。我期待这本书能够为我揭示同调论和同伦论的精妙之处,特别是关于如何利用代数工具来描述和区分拓扑空间的性质,例如同调群、上同调群以及同伦群的定义、计算和它们所揭示的空间的“洞”的数量。我非常欣赏那些能够将抽象概念与几何直观有效地结合起来的著作,它们能够帮助我更好地理解数学理论的意义和应用。我计划将这本书作为我的主要学习资料,并投入大量的时间和精力来研读,希望能够通过这本书,对代数拓扑学形成一个全面而深刻的理解,并为我未来的数学探索打下坚实的基础,甚至激发出新的研究思路。

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作为一名渴望在数学领域不断精进的学者,我一直在寻找一本能够提供深入见解并系统梳理代数拓扑学知识的著作,《Lecture Notes in Algebraic Topology》显然具备这样的潜力。这本书的标题传递出一种权威性与教学性并存的信号,暗示着它将引导读者进行一次结构化、有条理的学习。代数拓扑学,以其独特的视角,用代数的语言来解析几何空间的结构,揭示了隐藏在看似相似的形状之下的根本差异,这本身就是一种智力的挑战和美的体验。我尤其看重那些能够清晰解释诸如同调理论、同伦理论等基础框架的书籍,期望它们能够提供关于基本概念(如同调群、上同调群、基本群)的精确定义、构造方法及其重要的性质。我倾向于那些包含大量示例和应用的读物,因为这些能够帮助我更好地理解抽象理论的实际意义,例如如何使用代数工具来区分两个无法通过连续形变相互转换的空间。对我而言,一本优秀的数学教材不仅在于理论的完备性,更在于它能否激发读者的思考,培养其解决问题的能力。我期待这本书能够成为我学习道路上的一个重要里程碑。

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当我看到《Lecture Notes in Algebraic Topology》这本书时,我的数学好奇心瞬间被点燃了。代数拓扑学,这门以揭示空间本质属性为己任的学科,一直以来都以其高度的抽象性和深刻的洞察力吸引着我。我非常看重那些能够将复杂的数学思想以清晰、有条理的方式呈现出来的书籍,而“Lecture Notes”这样的字眼,让我预感到这本书的内容会是经过精心组织和提炼的,能够有效地引导读者进行学习。我特别希望这本书能够深入浅出地讲解代数拓扑学中的核心工具,比如同调论和同伦论,以及由此产生的各种群论工具。我渴望理解这些工具是如何被用来区分和分类具有不同拓扑性质的空间的。我喜欢那些能够提供丰富的例子和应用的著作,因为这有助于我将抽象的数学理论与具体的几何直观联系起来。我计划将这本书作为我的主要学习资源,并投入大量时间去消化其中的内容,希望能够借此机会,深入理解代数拓扑学的魅力,并为我在数学研究的道路上打下坚实的基础。

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翻开《Lecture Notes in Algebraic Topology》这本书,一股浓郁的学术气息扑面而来,让我立刻感受到了代数拓扑学这一数学分支的魅力。作为一名对数学充满热情的爱好者,我一直对那些能够将抽象的概念与深刻的几何直观相结合的理论感到着迷。代数拓扑学正是这样一个领域,它用代数的语言来描述和分类几何对象,通过同调论、同伦论等工具,揭示了空间的内在结构和拓扑性质,这本身就是一种令人惊叹的智慧。我期待这本书能够为我提供一条清晰的学习路径,从最基础的概念开始,逐步构建起对代数拓扑学的全面认识。我尤其关注书中是否能够有效地解释诸如“同调群”和“同伦群”这样的核心概念,以及它们是如何被构造出来的,并且在实际问题中是如何应用的。我喜欢那些结构清晰、逻辑严密的数学书籍,它们能够帮助我理解复杂的定理和证明。此外,我也非常期待书中能够包含一些经典的例子和应用,例如对圆环、球面等空间的分析,这能够帮助我更好地理解抽象理论的实际意义。我计划将这本书作为我的主要学习资料,并投入大量时间去钻研其中的内容,希望能够通过这本书,为我的数学知识体系增添一抹亮丽的色彩。

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我一直在寻找一本能够让我深入理解代数拓扑学的书籍,而《Lecture Notes in Algebraic Topology》似乎正是这样一本著作。这本书的标题暗示着它将提供一种系统化的学习体验,引导读者从基础概念逐步深入到更高级的主题。代数拓扑学,作为一个连接代数和拓扑学的桥梁,其理论的严谨性和应用的广泛性都令人着迷。我喜欢那些能够清晰解释抽象概念的著作,特别是对于诸如同调群、上同调群、纤维丛等核心概念,我期待这本书能够提供深入浅出的讲解和恰当的例子。我通常会留意书中是否有对关键定理的详细证明,以及这些证明是如何构建的。对证明的理解是掌握一个数学分支的关键。此外,我也关注书中是否提供了丰富的练习题,以便我能够通过实践来巩固所学知识,并检验自己对概念的理解程度。我希望这本书能够不仅仅是一本参考书,更能成为我学习路上的伙伴,能够激发我进一步探索代数拓扑学更深层次的奥秘。我计划投入大量的时间和精力来研读这本书,希望能借此机会,将我的数学视野拓宽到一个新的高度。

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本书解决了我对于同调论中符号表示意义的解答Sq(X;R) =functions({singular simplexes},R).接近现代代数拓扑的研究生课程:范畴函子导出函子作为基本语言;三角剖分拓扑空间同胚与几何表示单复形 ,相对奇异链复形是自由模 ;奇异上同调是反变函子 空间连续映射 到分次模 同态,Kronecker pairing 类比域形式微分

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