In algebraic topology, homotopical connectivity is a property describing a topological space based on the dimension of its holes. In general, low homotopical connectivity indicates that the space has at least one low-dimensional hole. The concept of n-connectedness generalizes the concepts of path-connectedness and simple connectedness.
An equivalent definition of homotopical connectivity is based on the homotopy groups of the space. A space is n-connected (or n-simple connected) if its first n homotopy groups are trivial.
Homotopical connectivity is defined for maps, too. A map is n-connected if it is an isomorphism "up to dimension n, in homotopy".
All definitions below consider a topological space X.
A hole in X is, informally, a thing that prevents some suitably-placed sphere from continuously shrinking to a point. Equivalently, it is a sphere that cannot be continuously extended to a ball. Formally,
A d-dimensional sphere in X is a continuous function .
A d-dimensional ball in X is a continuous function .
A d-dimensional-boundary hole in X is a d-dimensional sphere that is not nullhomotopic (- cannot be shrunk continuously to a point). Equivalently, it is a d-dimensional sphere that cannot be continuously extended to a (d+1)-dimensional ball. It is sometimes called a (d+1)-dimensional hole (d+1 is the dimension of the "missing ball").
X is called n-connected if it contains no holes of boundary-dimension d ≤ n.
The homotopical connectivity of X, denoted , is the largest integer n for which X is n-connected.
A slightly different definition of connectivity, which makes some computations simpler, is: the smallest integer d such that X contains a d-dimensional hole. This connectivity parameter is denoted by , and it differs from the previous parameter by 2, that is, .
A 2-dimensional hole (a hole with a 1-dimensional boundary) is a circle (S1) in X, that cannot be shrunk continuously to a point in X. An example is shown on the figure at the right. The yellow region is the topological space X; it is a pentagon with a triangle removed.
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En topologie algébrique, le cas le plus simple du théorème d'Hurewicz – attribué à Witold Hurewicz – est une description du premier groupe d'homologie singulière d'un espace topologique connexe par arcs à l'aide de son groupe fondamental. Le groupe fondamental, en un point x, d'un espace X, est défini comme l'ensemble des classes d'homotopie de lacets de X en x, muni de la loi de concaténation des lacets. Il est noté π(X, x).
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.
En mathématiques, et plus particulièrement en topologie algébrique, les groupes d'homotopie sont des invariants qui généralisent la notion de groupe fondamental aux dimensions supérieures. Il y a plusieurs définitions équivalentes possibles. Première définition Soit X un espace topologique et un point de X. Soit la boule unité de dimension i de l'espace euclidien . Son bord est la sphère unité de dimension . Le i-ième groupe d'homotopie supérieur est l'ensemble des classes d'homotopie relative à d'applications continues telle que : .
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