弗勒登塔尔悬垂定理

在数学的同伦论中,弗勒登塔尔悬垂定理是一条基础定理,引发出稳定同论群的概念,从而产生了稳定同伦论(英语:stable homotopy theory)。这条定理是汉斯·弗勒登塔尔(英语:Hans Freudenthal)在1937年证明,说明了把一个空间取悬垂(英语:Suspension (topology))时,这个空间的同伦群的表现。

定理

令X为n-连通点标空间(英语:pointed space)(点标CW复形或点标单纯集合)。映射

X → Ω(X ∧ S1)

诱导出群同态

πk(X) → πk(Ω(X ∧ S1)).

此处∧是smash积(英语:smash product),Ω是闭路函子(英语:Loop functor)。X的悬垂是X ∧ S1。

弗勒登塔尔悬垂定理指出,若k ≤ 2n,则所诱导的同态是群同构;若k = 2n + 1,则是满射。

闭路空间的一个初等结果是

πk(Ω(X ∧ S1)) ≅ πk+1(X ∧ S1).

因此定理中的映射也可以改换为

πk(X) → πk+1(X ∧ S1),

但是要当心定理中同伦群的指数是哪一个。

推论

  • 因为n-球面Sn是(n − 1)-连通的,由定理知对n ≥ k + 2,同伦群πn+k(Sn)稳定,即是不依赖于n。(n-球面Sn的悬垂是(n+1)-球面Sn+1)这些同伦群是球面的第k个稳定同伦群(英语:homotopy group of spheres)。
  • 更一般地,固定k ≥ 1,对n ≥ k/2,对任何n-连通空间X都可以定义稳定同伦群。这其实是与X相关的谱(英语:Spectrum (topology))的稳定同伦群。

参考