Кіріспе
Топологиялық автоморфизм тобының изотопиялық кластарының тобы. Математикада, геометриялық топологияның кіші саласында, карталау класы тобы – топологиялық кеңістіктің маңызды алгебралық инварианты болып табылады. Қысқасы, карталау класы тобы – кеңістіктің симметрияларын көрсететін дискретті топ.
In mathematics, in the subfield of geometric topology, the mapping class group is an important algebraic invariant of a topological space. Briefly, the mapping class group is a certain discrete group corresponding to symmetries of the space.
Мотивация
Топологиялық кеңістікті, яғни кеңістіктегі нүктелердің арасындағы жақындық туралы ұғым бар кеңістікті қарастырайық. Кеңістіктен өзіне дейінгі гомеоморфизмдер жиынына қарауға болады, яғни үздіксіз керісі бар үздіксіз бейнелеулер: кеңістікті үздіксіз созу және деформациялау арқылы, оны үзбей немесе бірістірмей өзгертетін функциялар. Бұл гомеоморфизмдер жиынын өзінің кеңістігі ретінде қарастыруға болады. Ол функциялық композиция бойынша топты құрайды. Сондай-ақ, гомеоморфизмдердің бұл жаңа кеңістігінде топологияны анықтауға болады. Бұл жаңа функциялық кеңістіктің ашық жиындары компактты K жиынтығын U ашық жиынтығына бейнелейтін функциялар жиындарынан тұрады, K және U бастапқы топологиялық кеңістік бойынша өзгереді, сондай-ақ олардың шекті қиылыстарымен (топологияның анықтамасы бойынша ашық болуы керек) және кез келген біріктірулерімен (сонымен қатар ашық болуы керек) толықтырылады. Бұл функциялар кеңістігінде үздіксіздік ұғымын береді, сондықтан гомеоморфизмдердің өзінің үздіксіз деформациясын қарастыруға болады, олар гомотопиялар деп аталады. Карталау кластық тобын гомеоморфизмдердің гомотопиялық кластарын алып, гомеоморфизмдер кеңістігіндегі функциялық композициялық топтық құрылымнан топтық құрылымды индукциялау арқылы анықтаймыз.
Беттері
Беттердің карталау кластық топтары кеңінен зерттелді және кейде Тейхмюллер модульдік топтары деп аталады (жоғарыдағы ерекше жағдайды ескеріңіз), себебі олар Тейхмюллер кеңістігінде әрекет етеді және алынған бөлігі – Риман беттерінің модульдік кеңістігі болып табылады. Бұл топтар гиперболалық топтарға де, жоғары дәрежелі сызықтық топтарға да ұқсас қасиеттерді көрсетеді. Олардың Тёрстонның геометриялық үш өлшемді кеңістіктер теориясында көптеген қолданыстары бар (мысалы, беттік шоғырлар үшін). Бұл топтың элементтері де жеке зерттелді: маңызды нәтиже – Нильсен–Тёрстон жіктелу теоремасы, ал топты тудыратын отбасы Дехн бұрылыстарымен беріледі, олар белгілі бір мағынада «ең қарапайым» карталау кластары болып табылады. Кез келген шекті топ – жабық, бағытталған беттің карталау кластық тобының кіші тобы; шындығында, кез келген шекті топты кейбір тығыз Риман бетінің изометриялар тобы ретінде жүзеге асыруға болады (бұл оның негізгі топологиялық беттің карталау кластық тобына енгізілетінін көрсетеді).
3-Көптүрлі
3 түрлендіргіштердің карталық кластық топтары да кеңінен зерттелді және 2 түрлендіргіштердің карталық кластық топтарымен тығыз байланысты. Мысалы, кез келген шекті топ компактты гиперболалық 3 көпқырлының карталау класы тобы (сондай-ақ изометрия тобы) ретінде жүзеге асырылуы мүмкін.
Жұптардың сыныптық топтарын сәйкестендіру
Берілген (X,A) кеңістік жұбы үшін, жұптың карталау кластық тобы – жұптың автоморфизмдерінің изотопиялық кластары болып табылады. Мұнда (X,A) жұбының автоморфизмі – A-ны сақтайтын, яғни f: X → X кері өрнекті және f(A) = A теңдігін қанағаттандыратын X кеңістігінің автоморфизмі ретінде анықталады.
Торап пен буынның симметриялық тобы
Егер K ⊂ S3 түйін немесе буын болса, түйіннің (сәйкесінше буынның) симметрия тобы (S3, K) жұбының карталау класы тобы ретінде анықталады. Гиперболалық түйіннің симметрия тобы диэдрлік немесе циклдік болып келеді, сонымен қатар кез келген диэдрлік және циклдік топ түйіндердің симметрия тобы ретінде іске асырылуы мүмкін. Торус түйінінің симметрия тобы екі реттік Z2 болып табылады.
Тұрақты карталау класы тобы
Бір адам g туысы және 1 шекаралық компоненті бар бетін, соңғы бөлігіне қосымша тесік қосу арқылы (яғни, және біріктіру арқылы) ендіруге болады, осылайша шекараны бекітетін кіші беттің автоморфизмдері үлкен бетке дейін кеңейтіледі. Осы топтар мен қосылулардың тікелей лимітін алу тұрақты бейнелеу кластық тобын береді, оның рационалды кохомология сақинасы Дэвид Мамфордпен болжанған (Мамфордтың болжамдары деп аталатын болжамдардың бірі). 2002 жылы Иб Мадсен мен Майкл Вайс интегралды (тек рационалды емес) кохомология сақинасын есептеп, Мамфордтың болжамын дәлелдеді.