例1 (1)考虑无限循环群 在 上的如下作用:
容易验证,其轨道空间 。
(2) 设n≥2,考虑正交群 ,在线性代数中我们已经知道,每个 都确定了 中的一个线性变换 ,这个线性变换保持欧氏度量。特别地,把单位向量映射为单位向量。因此每个 诱导了 的一个自同胚。并且容易看出,映射
是连续的。因此, 如同一个同胚群作用于球面 上。由Schmidt正交化方法不难看出,这个作用还是可迁的,因此轨道空间 只有一个点。
(3) 考虑群 在平面 上的作用: ,定义一个同胚
容易验证,上述对应确实给出了 在平面 上的一个作用。由(1)可知,其轨道空间是两个圆周的积空间。而且不难看出,平面上每个边长为1的正方形都包含了每个轨道中的点,并且正方形的对边在轨道空间中显然被同向地粘合在了一起,因此又有。
(4)考虑剩余类群在n-维球面上的作用:不妨记,其中0为单位元,而1为生成元。定义两个同胚;
就是恒等同胚,就是对径映射,也是同胚。则不难验证,上述定义给出了在n-维球面上的一个作用,其轨道空间正是粘合的对径点而得到的n-维射影平面。
(5) 设p,q是两个互质的整数,把3-维球面看做2-维复空间内的单位球面,即
设的生成元为,定义在上的作用如下:
(几次复合).
则不难验证,这确实给出了一个群作用,其轨道空问称为透镜空间,记为。
定理 如G一个同胚群而作用于单连通空间X,并且对于每个点,都存在使得,则。
利用这个定理,我们也可以得到下面几个结论
例2 由于及都是单连通的,因此由例1可知 ,
2100433B