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Nerve complex

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28: 387: 2994: 1346: 3179: 1872: 3256: 3313: 623: 1557: 1041: 288: 1676: 1140: 3045: 2703: 2615: 2399: 1467: 856: 2842: 1937: 436: 159: 1804: 1765: 1722: 1597: 1630: 231: 2904: 2660: 2572: 2356: 2464: 2276: 2046: 658: 577: 518: 2110: 2083: 1221: 1194: 1167: 1075: 964: 937: 910: 883: 804: 545: 258: 2436: 2326: 2252: 2204: 2171: 2139: 2023: 1974: 1404: 1375: 736: 707: 492: 2866: 2783: 1994: 1487: 764: 678: 460: 278: 204: 183: 113: 93: 3431: 3525: 3446: 3412: 3549:
Bauer, Ulrich; Kerber, Michael; Roll, Fabian; Rolle, Alexander (2023). "A unified view on the functorial nerve theorem and its variations".
2909: 1226: 3099: 3634: 32: 1809: 939:
is an arc covering its lower half, with some overlap at both sides (they must overlap at both sides in order to cover all of
1976:
is a simple combinatorial object. Often, it is much simpler than the underlying topological space (the union of the sets in
3436: 3195: 3509: 3261: 2517: 2494: 739: 52: 382:{\displaystyle N(C):={\bigg \{}J\subseteq I:\bigcap _{j\in J}U_{j}\neq \varnothing ,J{\text{ finite set}}{\bigg \}}.} 582: 3396: 1494: 1499: 969: 3749: 3551: 3347:(1928). "Über den allgemeinen Dimensionsbegriff und seine Beziehungen zur elementaren geometrischen Anschauung". 2284: 3744: 1635: 1080: 3007: 2665: 2577: 2361: 2177:. For example, if a circle is covered by three open arcs, intersecting in pairs as in Example 2 above, then 3349: 1490: 1421: 809: 2792: 1887: 395: 118: 3458: 1773: 1727: 1684: 1562: 67:. It captures many of the interesting topological properties in an algorithmic or combinatorial way. 2845: 2622: 2439: 2207: 1602: 210: 3716: 3556: 3366: 2329: 2883: 2639: 2551: 2335: 2283:
is a nerve theorem that is functorial in an approriate sense, which is, for example, crucial in
2446: 2258: 2028: 628: 55:
that records the pattern of intersections between the sets in the family. It was introduced by
3739: 3708: 3653: 3625: 3607: 3531: 3521: 3454: 3442: 3408: 2706: 2633: 1768: 550: 3700: 3643: 3597: 3566: 3513: 3400: 3384: 3358: 3344: 3001: 497: 56: 2088: 2061: 1199: 1172: 1145: 1053: 942: 915: 888: 861: 782: 523: 236: 3388: 2877: 2412: 2302: 2228: 2180: 2147: 2115: 1999: 1950: 1380: 1351: 712: 683: 468: 2851: 2768: 2734: 2722: 1979: 1881: 1472: 749: 663: 445: 263: 189: 168: 98: 78: 3648: 3629: 3733: 3720: 3691: 3497: 3370: 3325: 3058: 64: 2476: 27: 3570: 3501: 3473: 3670: 2406: 2296: 1416: 48: 3712: 3657: 3611: 3535: 17: 3602: 1559:, which in the case of a topological space are precisely the intersections 3704: 3689:
Meshulam, Roy (2001-01-01). "The Clique Complex and Hypergraph Matching".
3404: 2141:
is an abstract 1-simplex, which is similar to a line but not to a sphere.
2112:
that have a non-empty intersection, as in example 1 above. In this case,
2052: 439: 40: 3517: 3362: 2051:
In general, this need not be the case. For example, one can cover any
3561: 2989:{\displaystyle H_{J,j}:={\tilde {H}}_{j}(\bigcap _{i\in J}U_{i})=} 1341:{\displaystyle N(C)=\{\{1\},\{2\},\{3\},\{1,2\},\{2,3\},\{3,1\}\}} 26: 3586:"On the imbedding of systems of compacta in simplicial complexes" 1599:. The collection of all such intersections can be referred to as 3674: 3585: 3439:: Lectures on Topological Methods in Combinatorics and Geometry 3174:{\displaystyle {\tilde {H}}_{j}(N(C))\cong {\tilde {H}}_{j}(X)} 59:
and now has many variants and generalisations, among them the
1377:
since the common intersection of all three sets is empty; so
1996:). Therefore, a natural question is whether the topology of 2765:
Another nerve theorem relates to the Čech nerve above: if
1867:{\displaystyle S(C)_{n}=C\times _{X}\cdots \times _{X}C} 2880:
of intersections of sets in the cover. For each finite
3264: 3198: 3102: 3010: 2912: 2886: 2854: 2795: 2771: 2668: 2642: 2580: 2554: 2449: 2415: 2364: 2338: 2305: 2261: 2231: 2183: 2150: 2118: 2091: 2064: 2031: 2002: 1982: 1953: 1890: 1812: 1776: 1730: 1687: 1638: 1605: 1565: 1502: 1475: 1424: 1383: 1354: 1229: 1202: 1175: 1148: 1083: 1056: 972: 945: 918: 891: 864: 812: 785: 752: 715: 686: 666: 631: 585: 553: 526: 500: 471: 448: 398: 291: 266: 239: 213: 192: 171: 121: 101: 81: 3441:(2nd ed.). Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag. 3251:{\displaystyle {\tilde {H}}_{k+1}(N(C))\not \cong 0} 2475:
There is a discrete version, which is attributed to
2221:) is a theorem that gives sufficient conditions on 3307: 3250: 3173: 3039: 2988: 2898: 2860: 2836: 2777: 2697: 2654: 2609: 2566: 2458: 2430: 2393: 2350: 2320: 2270: 2246: 2198: 2165: 2133: 2104: 2077: 2040: 2017: 1988: 1968: 1931: 1866: 1798: 1759: 1716: 1670: 1624: 1591: 1551: 1481: 1461: 1398: 1369: 1340: 1215: 1188: 1161: 1134: 1069: 1035: 958: 931: 904: 877: 850: 798: 758: 730: 701: 672: 652: 617: 571: 539: 512: 486: 454: 430: 381: 272: 252: 225: 198: 177: 153: 107: 87: 3308:{\displaystyle {\tilde {H}}_{k+1}(X)\not \cong 0} 371: 309: 2206:is a 2-simplex (without its interior) and it is 2401:is either empty or contractible; equivalently: 618:{\displaystyle U_{i}\cap U_{j}\neq \emptyset } 392:In Alexandrov's original definition, the sets 8: 2785:is compact and all intersections of sets in 1552:{\displaystyle U_{ij}=U_{i}\times _{X}U_{j}} 1456: 1431: 1335: 1332: 1320: 1314: 1302: 1296: 1284: 1278: 1272: 1266: 1260: 1254: 1248: 1245: 1129: 1090: 1036:{\displaystyle N(C)=\{\{1\},\{2\},\{1,2\}\}} 1030: 1027: 1015: 1009: 1003: 997: 991: 988: 845: 819: 185:is a set of finite subsets of the index set 63:of a cover, which in turn is generalised by 2789:are contractible or empty, then the space 2299:says that, if any intersection of sets in 3647: 3601: 3560: 3278: 3267: 3266: 3263: 3212: 3201: 3200: 3197: 3156: 3145: 3144: 3116: 3105: 3104: 3101: 3031: 3015: 3009: 2974: 2958: 2945: 2934: 2933: 2917: 2911: 2885: 2853: 2829: 2811: 2796: 2794: 2770: 2689: 2673: 2667: 2641: 2601: 2585: 2579: 2553: 2448: 2414: 2385: 2369: 2363: 2337: 2304: 2260: 2254:reflects, in some sense, the topology of 2230: 2182: 2149: 2117: 2096: 2090: 2069: 2063: 2030: 2001: 1981: 1952: 1924: 1906: 1891: 1889: 1855: 1842: 1826: 1811: 1790: 1775: 1748: 1735: 1729: 1708: 1692: 1686: 1671:{\displaystyle C\times _{X}C\times _{X}C} 1659: 1646: 1637: 1613: 1604: 1583: 1570: 1564: 1543: 1533: 1523: 1507: 1501: 1474: 1438: 1423: 1382: 1353: 1228: 1207: 1201: 1180: 1174: 1153: 1147: 1123: 1110: 1097: 1082: 1061: 1055: 971: 950: 944: 923: 917: 896: 890: 869: 863: 839: 826: 811: 790: 784: 751: 714: 685: 665: 630: 603: 590: 584: 552: 531: 525: 499: 470: 447: 416: 406: 397: 370: 369: 364: 346: 330: 308: 307: 290: 265: 244: 238: 212: 191: 170: 139: 129: 120: 100: 80: 1880:By taking connected components we get a 547:is non-empty), pairs (pairs of elements 3336: 1135:{\displaystyle C=\{U_{1},U_{2},U_{3}\}} 355: 3040:{\displaystyle \bigcap _{i\in J}U_{i}} 2698:{\displaystyle \bigcap _{i\in J}U_{i}} 2617:is either empty or contractible, then 2610:{\displaystyle \bigcap _{i\in J}U_{i}} 2394:{\displaystyle \bigcap _{i\in J}U_{i}} 1884:, which we can realise topologically: 1196:, with some overlap with the adjacent 2876:The following nerve theorem uses the 885:is an arc covering the upper half of 7: 3630:"Nerves, fibers and homotopy groups" 3426: 3424: 1874:, n-fold fibre product. This is the 1462:{\displaystyle C=\{U_{i}:i\in I\}} 612: 233:such that the intersection of the 25: 3393:Foundations of Algebraic Topology 2632:A stronger theorem was proved by 2025:is equivalent to the topology of 1489:, or more generally a cover in a 1043:, which is an abstract 1-simplex. 851:{\displaystyle C=\{U_{1},U_{2}\}} 742:. Hence N(C) is often called the 494:may contain singletons (elements 207:. It contains all finite subsets 2837:{\displaystyle |S(\pi _{0}(C))|} 1932:{\displaystyle |S(\pi _{0}(C))|} 1681:By considering the natural maps 1632:and the triple intersections as 1169:is an arc covering one third of 431:{\displaystyle (U_{i})_{i\in I}} 154:{\displaystyle (U_{i})_{i\in I}} 3635:Journal of Combinatorial Theory 2332:(equivalently: for each finite 1799:{\displaystyle S(C)_{\bullet }} 1760:{\displaystyle U_{i}\to U_{ii}} 1717:{\displaystyle U_{ij}\to U_{i}} 1592:{\displaystyle U_{i}\cap U_{j}} 1493:, we can consider the pairwise 35:containing 3 sets in the plane. 3296: 3290: 3272: 3239: 3236: 3230: 3224: 3206: 3168: 3162: 3150: 3137: 3134: 3128: 3122: 3110: 3089:) is "homology-equivalent" to 2980: 2951: 2939: 2830: 2826: 2823: 2817: 2804: 2797: 2425: 2419: 2315: 2309: 2241: 2235: 2193: 2187: 2160: 2154: 2128: 2122: 2012: 2006: 1963: 1957: 1925: 1921: 1918: 1912: 1899: 1892: 1823: 1816: 1787: 1780: 1741: 1701: 1393: 1387: 1364: 1358: 1348:. Note that {1,2,3} is not in 1239: 1233: 982: 976: 725: 719: 696: 690: 647: 641: 481: 475: 413: 399: 301: 295: 136: 122: 1: 3649:10.1016/S0097-3165(03)00015-3 3437:Using the Borsuk-Ulam Theorem 2495:abstract simplicial complexes 2470: 2290: 2173:does reflect the topology of 1625:{\displaystyle C\times _{X}C} 31:Constructing the nerve of an 3571:10.1016/j.exmath.2023.04.005 3510:Lecture Notes in Mathematics 3453:Written in cooperation with 2497:, and denote their union by 226:{\displaystyle J\subseteq I} 2527:, and denote the nerve of { 2295:The basic nerve theorem of 2058:with two contractible sets 740:abstract simplicial complex 625:), triplets, and so on. If 3766: 3397:Princeton University Press 2899:{\displaystyle J\subset I} 2749:-connected if-and-only-if 2655:{\displaystyle J\subset I} 2567:{\displaystyle J\subset I} 2351:{\displaystyle J\subset I} 442:of some topological space 3552:Expositiones Mathematicae 2872:Homological nerve theorem 2459:{\displaystyle \bigcup C} 2285:topological data analysis 2271:{\displaystyle \bigcup C} 2041:{\displaystyle \bigcup C} 653:{\displaystyle J\in N(C)} 3093:in the following sense: 2636:. if, for each nonempty 2281:functorial nerve theorem 2210:to the original circle. 1406:is an unfilled triangle. 572:{\displaystyle i,j\in I} 260:whose subindices are in 95:be a set of indices and 3603:10.4064/fm-35-1-217-234 3590:Fundamenta Mathematicae 2144:However, in some cases 1469:of a topological space 3584:Borsuk, Karol (1948). 3309: 3252: 3175: 3041: 2990: 2900: 2862: 2838: 2779: 2699: 2656: 2611: 2568: 2548:If, for each nonempty 2471:Borsuk's nerve theorem 2460: 2432: 2395: 2352: 2322: 2272: 2248: 2200: 2167: 2135: 2106: 2079: 2042: 2019: 1990: 1970: 1933: 1868: 1800: 1761: 1718: 1672: 1626: 1593: 1553: 1483: 1463: 1400: 1371: 1342: 1217: 1190: 1163: 1136: 1071: 1037: 960: 933: 906: 879: 852: 800: 760: 732: 703: 674: 654: 619: 573: 541: 514: 513:{\displaystyle i\in I} 488: 456: 432: 383: 274: 254: 227: 200: 179: 155: 109: 89: 36: 3705:10.1007/s004930170006 3405:10.1515/9781400877492 3350:Mathematische Annalen 3310: 3253: 3176: 3042: 2991: 2901: 2863: 2839: 2780: 2729:is isomorphic to the 2700: 2657: 2612: 2569: 2518:geometric realization 2461: 2433: 2396: 2353: 2323: 2291:Leray's nerve theorem 2273: 2249: 2201: 2168: 2136: 2107: 2105:{\displaystyle U_{2}} 2080: 2078:{\displaystyle U_{1}} 2043: 2020: 1991: 1971: 1934: 1869: 1801: 1767:, we can construct a 1762: 1719: 1673: 1627: 1594: 1554: 1484: 1464: 1401: 1372: 1343: 1218: 1216:{\displaystyle U_{i}} 1191: 1189:{\displaystyle S^{1}} 1164: 1162:{\displaystyle U_{i}} 1137: 1072: 1070:{\displaystyle S^{1}} 1038: 961: 959:{\displaystyle S^{1}} 934: 932:{\displaystyle U_{2}} 907: 905:{\displaystyle S^{1}} 880: 878:{\displaystyle U_{1}} 853: 801: 799:{\displaystyle S^{1}} 761: 733: 704: 675: 660:, then any subset of 655: 620: 574: 542: 540:{\displaystyle U_{i}} 515: 489: 457: 433: 384: 275: 255: 253:{\displaystyle U_{i}} 228: 201: 180: 156: 110: 90: 30: 3474:"Čech nerve in nLab" 3262: 3196: 3100: 3008: 2910: 2884: 2852: 2793: 2769: 2666: 2662:, the intersection 2640: 2578: 2552: 2447: 2431:{\displaystyle N(C)} 2413: 2362: 2336: 2321:{\displaystyle N(C)} 2303: 2259: 2247:{\displaystyle N(C)} 2229: 2199:{\displaystyle N(C)} 2181: 2166:{\displaystyle N(C)} 2148: 2134:{\displaystyle N(C)} 2116: 2089: 2062: 2029: 2018:{\displaystyle N(C)} 2000: 1980: 1969:{\displaystyle N(C)} 1951: 1888: 1810: 1774: 1728: 1685: 1636: 1603: 1563: 1500: 1473: 1422: 1399:{\displaystyle N(C)} 1381: 1370:{\displaystyle N(C)} 1352: 1227: 1200: 1173: 1146: 1081: 1054: 970: 943: 916: 889: 862: 810: 783: 750: 731:{\displaystyle N(C)} 713: 702:{\displaystyle N(C)} 684: 664: 629: 583: 551: 524: 498: 487:{\displaystyle N(C)} 469: 446: 396: 289: 264: 237: 211: 190: 169: 119: 115:be a family of sets 99: 79: 3345:Aleksandroff, P. S. 2846:homotopy-equivalent 2707:(k-|J|+1)-connected 2705:is either empty or 2623:homotopy-equivalent 2574:, the intersection 2440:homotopy-equivalent 2208:homotopy-equivalent 3518:10.1007/bfb0080957 3363:10.1007/BF01451612 3305: 3248: 3171: 3037: 3026: 2986: 2969: 2896: 2858: 2834: 2775: 2761:Čech nerve theorem 2695: 2684: 2652: 2607: 2596: 2564: 2456: 2428: 2391: 2380: 2348: 2318: 2268: 2244: 2225:guaranteeing that 2196: 2163: 2131: 2102: 2075: 2038: 2015: 1986: 1966: 1947:The nerve complex 1929: 1864: 1796: 1757: 1714: 1668: 1622: 1589: 1549: 1479: 1459: 1396: 1367: 1338: 1213: 1186: 1159: 1132: 1067: 1033: 956: 929: 902: 875: 848: 796: 756: 728: 699: 670: 650: 615: 569: 537: 510: 484: 452: 428: 379: 341: 270: 250: 223: 196: 175: 151: 105: 85: 37: 3527:978-3-540-04619-6 3512:. Vol. 100. 3459:Günter M. Ziegler 3448:978-3-540-00362-5 3414:978-1-4008-7749-2 3385:Eilenberg, Samuel 3275: 3209: 3153: 3113: 3011: 2954: 2942: 2861:{\displaystyle X} 2778:{\displaystyle X} 2741:. In particular, 2709:, then for every 2669: 2581: 2365: 1989:{\displaystyle C} 1769:simplicial object 1482:{\displaystyle X} 759:{\displaystyle C} 673:{\displaystyle J} 455:{\displaystyle X} 367: 326: 273:{\displaystyle J} 199:{\displaystyle I} 178:{\displaystyle C} 108:{\displaystyle C} 88:{\displaystyle I} 16:(Redirected from 3757: 3750:Families of sets 3725: 3724: 3686: 3680: 3668: 3662: 3661: 3651: 3622: 3616: 3615: 3605: 3581: 3575: 3574: 3564: 3546: 3540: 3539: 3494: 3488: 3487: 3485: 3484: 3470: 3464: 3462: 3428: 3419: 3418: 3389:Steenrod, Norman 3381: 3375: 3374: 3341: 3314: 3312: 3311: 3306: 3289: 3288: 3277: 3276: 3268: 3257: 3255: 3254: 3249: 3223: 3222: 3211: 3210: 3202: 3180: 3178: 3177: 3172: 3161: 3160: 3155: 3154: 3146: 3121: 3120: 3115: 3114: 3106: 3046: 3044: 3043: 3038: 3036: 3035: 3025: 3002:reduced homology 2995: 2993: 2992: 2987: 2979: 2978: 2968: 2950: 2949: 2944: 2943: 2935: 2928: 2927: 2905: 2903: 2902: 2897: 2867: 2865: 2864: 2859: 2843: 2841: 2840: 2835: 2833: 2816: 2815: 2800: 2784: 2782: 2781: 2776: 2704: 2702: 2701: 2696: 2694: 2693: 2683: 2661: 2659: 2658: 2653: 2616: 2614: 2613: 2608: 2606: 2605: 2595: 2573: 2571: 2570: 2565: 2465: 2463: 2462: 2457: 2437: 2435: 2434: 2429: 2400: 2398: 2397: 2392: 2390: 2389: 2379: 2357: 2355: 2354: 2349: 2327: 2325: 2324: 2319: 2277: 2275: 2274: 2269: 2253: 2251: 2250: 2245: 2205: 2203: 2202: 2197: 2172: 2170: 2169: 2164: 2140: 2138: 2137: 2132: 2111: 2109: 2108: 2103: 2101: 2100: 2084: 2082: 2081: 2076: 2074: 2073: 2047: 2045: 2044: 2039: 2024: 2022: 2021: 2016: 1995: 1993: 1992: 1987: 1975: 1973: 1972: 1967: 1938: 1936: 1935: 1930: 1928: 1911: 1910: 1895: 1873: 1871: 1870: 1865: 1860: 1859: 1847: 1846: 1831: 1830: 1805: 1803: 1802: 1797: 1795: 1794: 1766: 1764: 1763: 1758: 1756: 1755: 1740: 1739: 1723: 1721: 1720: 1715: 1713: 1712: 1700: 1699: 1677: 1675: 1674: 1669: 1664: 1663: 1651: 1650: 1631: 1629: 1628: 1623: 1618: 1617: 1598: 1596: 1595: 1590: 1588: 1587: 1575: 1574: 1558: 1556: 1555: 1550: 1548: 1547: 1538: 1537: 1528: 1527: 1515: 1514: 1488: 1486: 1485: 1480: 1468: 1466: 1465: 1460: 1443: 1442: 1405: 1403: 1402: 1397: 1376: 1374: 1373: 1368: 1347: 1345: 1344: 1339: 1222: 1220: 1219: 1214: 1212: 1211: 1195: 1193: 1192: 1187: 1185: 1184: 1168: 1166: 1165: 1160: 1158: 1157: 1141: 1139: 1138: 1133: 1128: 1127: 1115: 1114: 1102: 1101: 1076: 1074: 1073: 1068: 1066: 1065: 1042: 1040: 1039: 1034: 965: 963: 962: 957: 955: 954: 938: 936: 935: 930: 928: 927: 911: 909: 908: 903: 901: 900: 884: 882: 881: 876: 874: 873: 857: 855: 854: 849: 844: 843: 831: 830: 805: 803: 802: 797: 795: 794: 765: 763: 762: 757: 737: 735: 734: 729: 708: 706: 705: 700: 679: 677: 676: 671: 659: 657: 656: 651: 624: 622: 621: 616: 608: 607: 595: 594: 578: 576: 575: 570: 546: 544: 543: 538: 536: 535: 519: 517: 516: 511: 493: 491: 490: 485: 461: 459: 458: 453: 437: 435: 434: 429: 427: 426: 411: 410: 388: 386: 385: 380: 375: 374: 368: 366: finite set 365: 351: 350: 340: 313: 312: 279: 277: 276: 271: 259: 257: 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Index

Nerve theorem

open good cover
topology
set family
abstract complex
Pavel Alexandrov
hypercoverings
open subsets
abstract simplicial complex
open cover
site
fibre products
simplicial object
simplicial set
n-sphere
homotopy-equivalent
topological data analysis
Jean Leray
contractible
good open cover
homotopy-equivalent
Borsuk
abstract simplicial complexes
geometric realization
homotopy-equivalent
Anders Bjorner
(k-|J|+1)-connected
homotopy group
homotopy group

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