Separation and duality in spheres (Q1063282)

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scientific article; zbMATH DE number 3915221
Language Label Description Also known as
English
Separation and duality in spheres
scientific article; zbMATH DE number 3915221

    Statements

    Separation and duality in spheres (English)
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    1985
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    Die ersten vier Abschnitte dieser Arbeit sind dem im Titel genannten Thema gewidmet: Ausgehend vom klassischen Jordan-Brouwerschen Separationssatz motiviert der Verf. die Untersuchung der Beziehungen zwischen Teilmengen X der n-Sphäre \(S^ n\) und deren Komplementen \(S^ n\setminus X\); er beweist zwei Sätze von K. Borsuk: Eine abgeschlossene Menge \(X\subset S^ n\) separiert \(S^ n\) genau dann, wenn es eine wesentliche Abbildung \(X\to S^{n-1}\) gibt [\textit{K. Borsuk}, Math. Ann. 106, 239-248 (1932; Zbl 0004.07302)]; und (nach einer kurzen Einführung der Cohomotopiegruppen \(\pi^{n-1}(X)):\) Für kompakte \(X\subset {\mathbb{R}}^ n\), \(n\geq 2\), ist \(\pi^{n-1}(X)\) isomorph zu der freien abelschen Gruppe, die von der Menge der beschränkten Komponenten von \({\mathbb{R}}^ n\setminus X\) erzeugt wird [\textit{K. Borsuk}, Fundam. Math. 37, 217-241 (1950; Zbl 0040.102)], d.h. es gilt: \(\pi^{n- 1}(X)\approx \tilde H_ 0(S^ n\setminus X;{\mathbb{Z}})\); schließlich interpretiert der Verf. die beiden Dualitätssätze von Alexander und von Spanier-Whitehead als (voneinander verschiedene) Erweiterungen dieser Isomorphie \(\pi^{n-1}(X)\approx \tilde H_ 0(S^ n\setminus X;{\mathbb{Z}})\) (in den Dimensionen n-1 für X und 0 für \(S^ n\setminus X)\) auf andere Dimensionen. Im letzten Abschnitt 5. behandelt der Verf. die entsprechende Fragestellung für Mannigfaltigkeiten M statt der n-Sphäre: Er definiert unter geeigneten Voraussetzungen an M für abgeschlossene Teilmengen \(X\subset M\) einen Epimorphismus \(\pi^{n-1}(X)\to \tilde H_ 0(M\setminus X;{\mathbb{Z}}_ 2)\) und gibt dessen Kern an; als Korollar folgt, daß für homotope Einbettungen i,j: \(X\to M\), X kompakt, die Komplemente \(M\setminus i(X)\) und \(M\setminus j(X)\) dieselbe Anzahl von Komponenten haben. Ähnlich wie im Falle der Sphäre lassen sich zwei Sätze von Massey als zu den Dualitätssätzen analoge, voneinander verschiedene Erweiterungen dieses Korollars auf andere Dimensionen auffassen, nämlich: Ist M orientierbar und sind i,j: \(X\to M\) echt homotope Einbettungen als abgeschlossene Teilmengen, so ist \(H_ q(M\setminus i(X))\approx H_ q(M\setminus j(X))\) für alle q [\textit{W. Massey}, Indiana Univ. Math. J. 30, 467-477 (1981; Zbl 0483.55001)]; und: Sind M eine PL-Mannigfaltigkeit, X kompakt und i,j: \(X\to M\) homotope Einbettungen, dann haben \(M\setminus i(X)\) und \(M\setminus j(X)\) denselben stabilen Homotopietyp [\textit{W. Massey}, ibid. 32, 311-317 (1983; Zbl 0523.55002)].
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    Jordan-Brouwer separation theorem
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    separation of \(S^ n\)
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    cohomotopy groups
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    Alexander duality theorem
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    Spanier-Whitehead duality theorem
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    Identifiers

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