Laurea Triennale in Matematica
Anno Accademico 2012-2013
Primo semestre.
Diario delle lezioni di Topologia Algebrica



Prima settimana:
Richiami sul gruppo fondamentale. Il gruppo fondamentale di S1 e di Sn, per n >1 (dimostrazione diretta).
CW-complessi: decomposizione cellulare di Sn e dello spazio proiettivo reale RPn.

  • Hatcher, Sez.1.1: Teorema 1.7, Proposizione 1.14; Cap. 0: pag. 5,6.


    Seconda settimana:
    Decomposizione cellulare dello spazio proiettivo complesso CPn, del toro T, della somma connessa di n tori T # T #...# T, della somma connessa di n piani proiettivi RP2 # RP2 #...# RP2 . Richiami sul teorema di Van Kampen per lo spazio unione di due aperti. Il gruppo fondamentale di uno spazio Y ottenuto da uno spazio X (connesso per archi) attaccando una 2-cella o una n-cella, per n maggiore di 2. Il gruppo fondamentale di un CW complesso ottenuto da una 0-cella e' il gruppo libero con un generatore per ogni 1-cella e una relazione per ogni 2-cella. Esempio: il gruppo fondamentale di T # T #...# T e di RP2 # RP2 #...# RP2 .

  • Hatcher, Sez.1.2: Teorema 1.20, Proposizione 1.26, Esercizio 6, pag.53.
  • Massey, Cap. 1, sez. 4 e sez. 5: costruzione di sfera, toro, piano proiettivo, somma connessa di tori, somma connessa di piani proiettivi.


    Terza settimana:
    Triangolazioni di una superficie compatta senza bordo. Costruzione di una superficie compatta a partire da un poligono "etichettato". Classificazione delle superfici compatte.

  • Massey, Cap. I, pag. 1-26.


    Quarta settimana:
    Rivestimenti p: Ã--> A: definizione. Esempi: rivestimenti di S1. Sollevamenti di curve e di omotopie fra curve con punto iniziale fissato in uno spazio A, a curve e omotopie fra curve con punto iniziale fissato in à . L'omomorfismo indotto p*: Π1(Ã,ã0) --> Π1(A,a0): iniettivita' e caratterizzazione dell'immagine. Uguaglianza fra la cardinalita' della fibra di p (che e' costante su A), e la cardinalita' delle classi laterali p* Π1(Ã,ã0)\ Π1(A,x0). Criterio per il sollevamento di mappe f: (Y,y0)--> (A,a0) al rivestimento (Ã,ã0) .

  • Hatcher, Sez.1.3: Teorema 1.20, Proposizione 1.30, Proposizione 1.31, Proposizione 1.32, Proposizione 1.33.


    Quinta settimana:
    Sollevamenti di mappe f: (Y,y0)--> (A,a0) al rivestimento (Ã,ã0): due sollevamenti che coincidono in un punto coincidono ovunque. Costruzione del rivestimento universale di uno spazio connesso per archi, localmente connesso per archi, semilocalmente semplicemente connesso.

  • Hatcher, Sez.1.3: Proposizione 1.34 & pag. 63, 64, 65.


    Sesta settimana:
    Classificazione dei rivestimenti di uno spazio che ammette rivestimento universale. Automorfismi di rivestimento. Rivestimenti normali.

  • Hatcher, Sez.1.3: Proposizione 1.36, Proposizione 1.37, Teorema 1.38, Proposizione 1.39, Proposizione 1.40, pag. 66-72.


    Settima settimana:
    Simplessi e Delta-complessi. Complessi di catene e gruppi di omologia associati. Complesso delle catene simpliciali e gruppi di omologia simpliciale di un Delta-complesso. Esempi: il toro e la bottiglia di Klein.

  • Hatcher, Sez.2.1: pag. 102-107.


    Ottava settimana:
    Calcolo dell'omologia simpliciale delle superfici compatte: esempi. Complesso delle catene singolari di uno spazio e gruppi di omologia singolare. Omologia singolare di un punto. Omologia ridotta. Omomorfismo indotto da una applicazione continua f: X --> Y fra i rispettivi gruppi di omologia singolare. Invarianza omotopica dei gruppi di omologia singolare. Conseguenza: spazi omotopicamemte equivalenti hanno gruppi di omologia singolare isomorfi.

  • Hatcher, Sez.2.1: pag. 108-113.


    Nona settimana:
    Gruppi di omologia relativa. Successione esatta corta di complessi di catene, "snake lemma" e successione esatta lunga di omologia. Successione esatta lunga di omologia e successione esatta lunga di omologia ridotta di una coppia di spazi (X,A), con A ⊂ X.

  • Hatcher, Sez.2.1: pag. 113-118 (fino ad Esempio 2.18).


    Decima settimana: Successione esatta lunga di omologia ridotta di spazio, sottospazio e quoziente (X, A, X/A). Applicazione al calcolo dell'omologia delle sfere. Excision Theorem (cenni alla dimostrazione). Successione esatta di Mayer-Vietoris. Applicazione al calcolo dell'omologia delle sfere. Il Lemma dei Cinque.

  • Hatcher, Sez.2.1, pag. 118-124: Proposizione 2.19, Proposizione 2.21 (solo enunciato), Teorema 2.20 (come segue dalla prop. 2.21), Proposizione 2.22; Successione di Mayer-Vietoris, pag.149-150. Esempio 2.46.


    Undicesima settimana:
    Equivalenza di omologia simpliciale e omologia singolare. Conseguenze. Teorema di invarianza della dimensione. Omologia cellulare di un CW complesso di dimensione finita. L'omologia singolare dello spazio proiettivo complesso CPn e dello spazio proiettivo quaternionico HPn.

  • Hatcher, Sez.2.1, pag. 125-126: Esempio 2.23 (per la determinazione di un generatore di Hn(Sn), vedi anche Esercizi8), Corollario 2.24, Corollario 2.25, Teorema 2.26; Teorema 2.27, pag. 128-131;
  • Hatcher, Sez.2.2: Lemma 2.34 e Teorema 2.35, pag. 137-140.


    Dodicesima settimana:
    Il grado di una mappa continua f: Sn ---> Sn: definizione e proprieta'. Formula per il bordo dn del complesso cellulare (solo enunciato). L'omologia singolare dello spazio proiettivo reale RPn. La caratteristica di Eulero di un CW complesso finito.

  • Hatcher, Sez.2.2: pag. 134.
  • Hatcher, Sez.2.2: pag. 140.
  • Hatcher, Sez.2.2: Esempio 2.42, pag. 144.
  • Hatcher, Sez.2.2: Teorema 2.44, pag. 146 (solo enunciato; comunque la dimostrazione e' facile).


    Tredicesima settimana:
    Applicazioni del grado: non esistono campi vettoriali non nulli sulle sfere di dimensione pari. Teorema di separazione. Teorema di invarianza del dominio. Teorema di Ulam-Borsuk in dimensione 2. Cenni all'omologia a coefficienti in un gruppo abeliano arbitrario. Teorema di Ulam-Borsuk in dimensione maggiore di 2.

  • Hatcher, Sez.2.B: Proposizione 2B.1, Teorema 2B.3, pag. 169-172;
  • Massey: Teorema 9.1, pag. 138-139 (Borsuk-Ulam in dimensione 2).


    Quattordicesima settimana:
    Cenni al teorema dei coefficienti universali in omologia. Calcolo dell'omologia della sfera e dello spazio proiettivo a coefficienti in Z2. Cenni alla coomologia e al teorema dei coefficienti universali in coomologia.


    Fine





    Programma d'esame: Il programma d'esame arriva fino al Teorema di Ulam-Borsuk in dimensione 2.