Espace contractile

En mathématiques, un espace topologique est dit contractile s'il est homotopiquement équivalent à un point. Tous ses groupes d'homotopie sont donc triviaux, ainsi que ses groupes d'homologie de degré > 0. Tout espace vectoriel normé (ou même : tout espace vectoriel topologique sur R) est contractile, à commencer par la droite réelle et le plan complexe. Plus généralement, toute partie étoilée d'un tel espace (en particulier : tout convexe non vide, comme un intervalle réel ou un disque) est clairement contractile. Le cône de tout espace topologique est contractile. La n-sphère S n'est pas contractile bien que, pour n ≥ 2, elle soit simplement connexe. En fait, une variété compacte de dimension n>0 n'est jamais contractile. Voir l'appendice de , où ce résultat est appelé "théorème fondamental de la topologie différentielle." La sphère unité d'un espace de Hilbert H de dimension infinie est contractile (et même difféomorphe à H). Plus généralement, dans tout espace vectoriel normé de dimension infinie, la sphère unité est contractile. Un CW-complexe dont tous les groupes d'homotopie sont triviaux est contractile. Il en va donc de même pour une variété M de classe C. De plus, dans ce cas, l'application identité de M est homotope à une application constante par une homotopie non seulement continue mais de classe C. En effet, dès que deux applications lisses entre variétés lisses sont continûment homotopes, elles sont C-homotopes. Le « cercle polonais », obtenu en ajoutant à la courbe sinus fermée du topologue un arc joignant (0, –1) à (1, sin 1), n'est pas contractile, bien que tous ses groupes d'homotopie soient triviaux. Il existe des espaces qui, bien que contractiles c'est-à-dire se rétractant par déformation sur (un sous-espace réduit à) un point, ne se rétractent pas fortement par déformation sur un point. Soit X un espace topologique non vide.