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Topologie quotient

Posté par
raisinsec
17-02-21 à 11:45

Salut,

Dans mon cours on définit la topologie quotient à partir d'un espace topologique \left(X,\tau _{X} \right), un ensemble Y et une application continue surjective q:X\rightarrow Y par \tau ={U\subseteq Y|q^{-1}(U)\in \tau _{X}}

Dans le cas ou X=[0,1], Y=]0,1[\coprod{\left\{* \right\}}, j'ai juste l'impression que ici la topologie quotient est juste la topologie induite par la distance euclidienne sur ]0,1[, c'est ça ?

Posté par
Ulmiere
re : Topologie quotient 17-02-21 à 12:37

À ta surjection est associée une relation d'équivalence (et réciproquement une surjection est canoniquement associée à toute relation d'équivalence donnée).
Et tu as un isomorphisme entre X/~ et Y. Pour être tout à fait clair, elle est donnée par x~y ssi q(x)=q(y).


Prends la relation d'équivalence qui envoie x\in]0,1[ sur \{x\} et telle que 0 et 1 ont la même classe. Ca revient à demander que \forall x,y \in ]0,1[, x\neq y\implies q(x)\neq q(y) ( \Leftrightarrow \bar{x}\cap\bar{y}=\emptyset ) et q(0)=q(1).
Quitte à composer q par une bijection qui réordonne tout ça, on est si tu veux dans la situation où q(x) = x sur ]0,1[ et q(0)=q(1) = \ast

A quoi est homéomorphe le quotient à quoi à ton avis ? Sachant ce que j'ai mis en rouge, ça te dit à quoi ressemble Y avec cette topologie.

Posté par
raisinsec
re : Topologie quotient 17-02-21 à 13:50

Merci pour ta réponse,

Je dirais que X/~ ressemble à un cercle obtenu en joignant 0 et 1 ensemble, mais je dis cercle comme ça, je vois pas pourquoi ce serait pas une forme quelconque joignant 0 et 1.

On a bien que X/~={{x}|x]0,1[}{0,1} non ?
Pourquoi pas essayer f:X/~S1 définie par :
f({x})=e2xi si 0<x<1
f({0,1})=1 sinon
comme homéomorphisme

Posté par
GBZM
re : Topologie quotient 17-02-21 à 15:28

Bonjour,

Ton premier post n'est pas très correct.

On a un espace topologique X et une application surjective q: X\to Y (on ne la suppose pas continue au départ). La topologie quotient sur Y donnée par q est la topologie la plus fine rendant l'application q continue, c.-à-d. la topologie dont les ouverts sont les parties U de Y telles que q^{-1}(U) soit ouvert dans X.

Dans ton exemple, tu n'as pas donné l'application q : X\to Y. On suppose que c'est l'application définie par q(x)=x si 0<x<1 et q(0)=q(1)=\ast.
Tu peux effectivement démontrer que f : Y\to S^1 défini par f(x)=\exp(2i\pi x) si 0<x<1 et f(\ast)=1 est un homéomorphisme.

Posté par
raisinsec
re : Topologie quotient 17-02-21 à 16:58

Oui on ne la suppose pas continue c'est vrai.

A ce propos, si on suppose que q est continue sur une topologie , et qu'on prend Uun ouvert de la topologie quotient, on a que q^{-1}(U)X donc U
Donc
Mais si U, on a également q^{-1}(U)X par continuité de q donc U par définition de la topologie quotient.
J'ai donc l'impression que c'est la seule topologie qui rend q continue. Et j'ai du mal à voir intuitivement pourquoi elle est fine, puisque j'ai l'impression qu'on prend tous les ouverts possibles de Y dans la topologie quotient.

D'accord merci

Posté par
GBZM
re : Topologie quotient 17-02-21 à 18:17

raisinsec @ 17-02-2021 à 16:58


J'ai donc l'impression que c'est la seule topologie qui rend q continue.


Bien sûr que non. Si tu prends la topologie grossière sur Y, q sera sûrement continue. Tu t'es emmêlé les pinceaux dans le premier paragraphe de ton message. Revois ça.

Posté par
raisinsec
re : Topologie quotient 17-02-21 à 18:42

Je me doute que c'est faux, mais je ne vois pas pourquoi. Les arguments sont simples, et si je pose la question ici c'est que je n'arrive pas à voir pourquoi j'ai tort. Je suis conscient que je n'utilise pas la surjectivité dans mon raisonnement, mais peut être qu'elle ne sert que pour montrer que la topologie quotient est bien une topologie.

Posté par
GBZM
re : Topologie quotient 17-02-21 à 20:35

Puisqu'il faut mettre les points sur les i :

raisinsec @ 17-02-2021 à 16:58

on a que q^{-1}(U)X donc U


Peux-tu expliquer ton "donc" ?

Posté par
raisinsec
re : Topologie quotient 17-02-21 à 20:54

C'est toujours mieux.

J'avais mal compris le sens de topologie la plus fine, que je voyais comme topologie la plus grossière, donc j'ai du mettre ça pour faire marcher le théorème, à mon sens c'était le 2ème paragraphe qui était faux. C'est bon maintenant.

Merci, et je suis vertigineusement attristé de vous avoir fait mettre les points sur les i.

Posté par
GBZM
re : Topologie quotient 18-02-21 à 07:18

As-tu vraiment vu ton erreur ?

Ton "donc" veut dire que tu raisonnes de la manière suivante :  si q est continue et si q^{-1}(U) est ouvert, alors U est ouvert.

Posté par
raisinsec
re : Topologie quotient 18-02-21 à 11:05

On a aucune garantie que U, il faudrait supposer par exemple que q soit ouverte.
La définition de continuité nous dit que si U est ouvert, q^{-1}\left(U \right) est ouvert, pas l'inverse.

Posté par
GBZM
re : Topologie quotient 18-02-21 à 19:11

Bon, maintenant as-tu compris l'erreur de ton donc dans le premier paragraphe de ton message ci-dessus ?

Par ailleurs, il n'est pas vrai que supposer q ouverte arrangerait les choses.

Posté par
raisinsec
re : Topologie quotient 18-02-21 à 20:10

C'est ce que j'essayais de dire, le donc n'est pas vrai car l'implication est dans l'autre sens. Ici on ne peut pas dire que si q^{-1}\left(U \right)X alors U

Ah bon ? Si l'application est ouverte on a pourtant que si U, q^{-1}(U)X, et comme q est ouverte on a q(q^{-1}(U)) or comme q est surjective, q(q^{-1}(U))=U

Posté par
GBZM
re : Topologie quotient 18-02-21 à 23:09

Oui, tu as raison pour le cas d'une application ouverte. J'avais oublié la surjectivité.
L'exemple [0,1]\to S^1 n'est pas une application ouverte.

Posté par
raisinsec
re : Topologie quotient 19-02-21 à 10:06

D'accord merci.



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