الدرجة السرية

في الرياضيات ، تُعدّ فئة سيغري فئة مميزة تُستخدم في دراسة المخاريط ، وهي تعميم لحزم المتجهات . بالنسبة لحزم المتجهات، تُعتبر فئة سيغري الكلية معكوسة لفئة تشيرن الكلية ، وبالتالي تُقدّم معلومات مكافئة؛ وتكمن ميزة فئة سيغري في قدرتها على التعميم إلى مخاريط أكثر عمومية، بينما لا تُعمّم فئة تشيرن ذلك. وقد قدّم بنيامينو سيغري (1953) فئة سيغري في الحالة غير المنفردة. [ 1 ] وفي المعالجة الحديثة لنظرية التقاطع في الهندسة الجبرية ، كما هو مُفصّل في كتاب فولتون (1998) المرجعي، تلعب فئات سيغري دورًا أساسيًا. [ 2 ]

تعريف

لنفترض أنج{\displaystyle C}هل يوجد مخروط فوقX{\displaystyle X}، الذي - التيq{\displaystyle q}هو الإسقاط الناتج عن الإكمال الإسقاطيP(ج1){\displaystyle \mathbb {P} (C\oplus 1)}لج{\displaystyle C}لX{\displaystyle X}وذلكيا(1){\displaystyle {\mathcal {O}}(1)}هل حزمة الخطوط المضادة للتكرار علىP(ج1){\displaystyle \mathbb {P} (C\oplus 1)}عرض فئة تشيرنج1(يا(1)){\displaystyle c_{1}({\mathcal {O}}(1))}كتشاكل داخلي جماعي لمجموعة تشاو لـP(ج1){\displaystyle \mathbb {P} (C\oplus 1)}، إجمالي فئة سيغريج{\displaystyle C}يُعطى بواسطة:

s(ج)=q*(أنا0ج1(يا(1))أنا[P(ج1)]).{\displaystyle s(C)=q_{*}\left(\sum _{i\geq 0}c_{1}({\mathcal {O}}(1))^{i}[\mathbb {P} (C\oplus 1)]\right).}

الأنا{\displaystyle i}الفصل الدراسي الثالثsأنا(ج){\displaystyle s_{i}(C)}هو ببساطةأنا{\displaystyle i}قطعة مصنفة من الدرجة الثالثةs(ج){\displaystyle s(C)}. لوج{\displaystyle C}هو ذو بُعد نقير{\displaystyle r}زيادةX{\displaystyle X}ثم يُعطى هذا بواسطة:

sأنا(ج)=q*(ج1(يا(1))ر+أنا[P(ج1)]).{\displaystyle s_{i}(C)=q_{*}\left(c_{1}({\mathcal {O}}(1))^{r+i}[\mathbb {P} (C\oplus 1)]\right).}

سبب استخدامP(ج1){\displaystyle \mathbb {P} (C\oplus 1)}بدلاً منP(ج){\displaystyle \mathbb {P} (C)}وهذا يجعل فئة سيغري الكلية مستقرة تحت إضافة الحزمة التافهةيا{\displaystyle {\mathcal {O}}}.

إذا كان Z مخططًا فرعيًا مغلقًا لمخطط جبري X ، فإنs(Z،X){\displaystyle s(Z,X)}يشير إلى فئة سيغري للمخروط الطبيعي إلىZX{\displaystyle Z\hookrightarrow X}.

العلاقة بفئات Chern لحزم المتجهات

لحزمة متجهات هولومورفيةهـ{\displaystyle E}على متعدد معقدم{\displaystyle M}فئة سيجري كاملةs(هـ){\displaystyle s(E)}هو معكوس فئة تشيرن الكليةج(هـ){\displaystyle c(E)}انظر على سبيل المثال فولتون (1998). [ 3 ]

بشكل صريح، بالنسبة لفئة تشيرن الكاملة

ج(هـ)=1+ج1(هـ)+ج2(هـ)+{\displaystyle c(E)=1+c_{1}(E)+c_{2}(E)+\cdots \,}

يحصل المرء على فئة سيجري الكاملة

s(هـ)=1+s1(هـ)+s2(هـ)+{\displaystyle s(E)=1+s_{1}(E)+s_{2}(E)+\cdots \,}

أين

ج1(هـ)=-s1(هـ)،ج2(هـ)=s1(هـ)2-s2(هـ)،...،جن(هـ)=-s1(هـ)جن-1(هـ)-s2(هـ)جن-2(هـ)--sن(هـ){\displaystyle c_{1}(E)=-s_{1}(E),\quad c_{2}(E)=s_{1}(E)^{2}-s_{2}(E),\quad \dots ,\quad c_{n}(E)=-s_{1}(E)c_{n-1}(E)-s_{2}(E)c_{n-2}(E)-\cdots -s_{n}(E)}

يتركx1،...،xك{\displaystyle x_{1},\dots ,x_{k}}تكون جذور تشيرن، أي القيم الذاتية الرسمية لـأناΩ2π{\displaystyle {\frac {i\Omega }{2\pi }}}أينΩأوميغاهو انحناء في اتصال علىهـ{\displaystyle E}.

بينما تُكتب فئة تشيرن c(E) على النحو التالي

ج(هـ)=أنا=1ك(1+xأنا)=ج0+ج1++جك{\displaystyle c(E)=\prod _{i=1}^{k}(1+x_{i})=c_{0}+c_{1}+\cdots +c_{k}\,}

أينجأنا{\displaystyle c_{i}}هو متعدد حدود متناظر ابتدائي من الدرجةأنا{\displaystyle i}في المتغيراتx1،...،xك{\displaystyle x_{1},\dots ,x_{k}}،

سيجري للحزمة المزدوجةهـ{\displaystyle E^{\vee }}والتي لها جذور تشيرن-x1،...،-xك{\displaystyle -x_{1},\dots ,-x_{k}}تُكتب على النحو التالي:

s(هـ)=أنا=1ك11-xأنا=s0+s1+{\displaystyle s(E^{\vee })=\prod _{i=1}^{k}{\frac {1}{1-x_{i}}}=s_{0}+s_{1}+\cdots }

بتوسيع التعبير أعلاه بدلالة قوىx1،...xك{\displaystyle x_{1},\dots x_{k}}يمكن للمرء أن يرى ذلكsأنا(هـ){\displaystyle s_{i}(E^{\vee })}يتم تمثيلها بواسطة متعددة حدود متجانسة متناظرة كاملة منx1،...xك{\displaystyle x_{1},\dots x_{k}}.

ملكيات

إليكم بعض الخصائص الأساسية.

  • لأي مخروط C (على سبيل المثال، حزمة متجهة)،s(ج1)=s(ج){\displaystyle s(C\oplus 1)=s(C)}[ 4 ]
  • بالنسبة لمخروط C وحزمة متجهة E ،
    ج(هـ)s(جهـ)=s(ج).{\displaystyle c(E)s(C\oplus E)=s(C).}[ 5 ]
  • إذا كانت E حزمة متجهة، فإن [ 6 ]
    sأنا(هـ)=0{\displaystyle s_{i}(E)=0}لأنا<0{\displaystyle i<0}.
    s0(هـ){\displaystyle s_{0}(E)}هو عامل الهوية.
    sأنا(هـ)sج(F)=sج(F)sأنا(هـ){\displaystyle s_{i}(E)\circ s_{j}(F)=s_{j}(F)\circ s_{i}(E)}لحزمة متجهة أخرى F.
  • إذا كانت L حزمة خطية، فإنs1(ل)=-ج1(ل){\displaystyle s_{1}(L)=-c_{1}(L)}، باستثناء فئة تشيرن الأولى من L. [ 6 ]
  • إذا كانت E حزمة متجهة من الرتبةهـ+1{\displaystyle e+1}إذن، بالنسبة لحزمة خطية L ،
    sص(هـل)=أنا=0ص(-1)ص-أنا(هـ+صهـ+أنا)sأنا(هـ)ج1(ل)ص-أنا.{\displaystyle s_{p}(E\otimes L)=\sum _{i=0}^{p}(-1)^{pi}{\binom {e+p}{e+i}}s_{i}(E)c_{1}(L)^{pi}.}[ 7 ]

إحدى الخصائص الرئيسية لفئة سيغري هي الثبات الثنائي النسبي: وهذا ما يرد في ما يلي. ليكنص:XY{\displaystyle p:X\to Y}ليكن تشاكلاً صحيحاً بين المخططات الجبرية بحيثY{\displaystyle Y}غير قابل للاختزال وكل مكون غير قابل للاختزال منX{\displaystyle X}الخرائط علىY{\displaystyle Y}ثم، لكل مخطط فرعي مغلقدبليوY{\displaystyle W\subset Y}،V=ص-1(دبليو){\displaystyle V=p^{-1}(W)}وصV:Vدبليو{\displaystyle p_{V}:V\to W}تقييدص{\displaystyle p}،

صV*(s(V،X))=درجة(ص)s(دبليو،Y).{\displaystyle {p_{V}}_{*}(s(V,X))=\operatorname {deg} (p)\,s(W,Y).}[ 8 ]

وبالمثل، إذاو:XY{\displaystyle f:X\to Y}إذا كان تشاكلاً مسطحاً ذا بُعد نسبي ثابت بين مخططات جبرية ذات أبعاد نقية، فإنه لكل مخطط فرعي مغلقدبليوY{\displaystyle W\subset Y}،V=و-1(دبليو){\displaystyle V=f^{-1}(W)}ووV:Vدبليو{\displaystyle f_{V}:V\to W}تقييدو{\displaystyle f}،

وV*(s(دبليو،Y))=s(V،X).{\displaystyle {f_{V}}^{*}(s(W,Y))=s(V,X).}[ 9 ]

يُعدّ الانفجار مثالًا أساسيًا على الثبات الثنائي النسبي. ليكنπ:X~X{\displaystyle \pi ليكن {\widetilde {X}}\to X} عملية تفجير على طول مخطط فرعي مغلق Z. بما أن القاسم الاستثنائيهـ:=π-1(Z)X~{\displaystyle E:=\pi ^{-1}(Z)\hookrightarrow {\widetilde {X}}}هو قاسم كارتييه فعال، والمخروط الطبيعي (أو الحزمة الطبيعية) له هوياهـ(هـ):=ياX(هـ)|هـ{\displaystyle {\mathcal {O}}_{E}(E):={\mathcal {O}}_{X}(E)|_{E}}،

s(هـ،X~)=ج(ياهـ(هـ))-1[هـ]=[هـ]-هـ[هـ]+هـ(هـ[هـ])+،$

حيث استخدمنا الترميزدα=ج1(يا(د))α{\displaystyle D\cdot \alpha =c_{1}({\mathcal {O}}(D))\alpha }[ 10 ] وهكذا ،

s(Z،X)=ز*(ك=1(-1)ك-1هـك){\displaystyle s(Z,X)=g_{*}\left(\sum _{k=1}^{\infty }(-1)^{k-1}E^{k}\right)}

أينز:هـ=π-1(Z)Z{\displaystyle g:E=\pi ^{-1}(Z)\to Z}يُعطى بواسطةπ{\displaystyle \pi }.

أمثلة

المثال 1

ليكن Z منحنى أملسًا يمثل تقاطعًا كاملاً لقواسم كارتييه الفعالةد1،...،دن{\displaystyle D_{1},\dots ,D_{n}}على مجموعة متنوعة X. بافتراض أن بُعد X هو n + 1، فإن فئة سيغري للمخروط الطبيعيجZ/X{\displaystyle C_{Z/X}}لZX{\displaystyle Z\hookrightarrow X}هو: [ 11 ]

s(جZ/X)=[Z]-أنا=1ندأنا[Z].{\displaystyle s(C_{Z/X})=[Z]-\sum _{i=1}^{n}D_{i}\cdot [Z].}

على سبيل المثال، إذا تم تضمين Z بانتظام في X ، فبما أنجZ/X=شمالZ/X{\displaystyle C_{Z/X}=N_{Z/X}}هي الحزمة العادية وشمالZ/X=أنا=1نشمالدأنا/X|Z{\displaystyle N_{Z/X}=\bigoplus _{i=1}^{n}N_{D_{i}/X}|_{Z}}(انظر المخروط العادي#الخصائص )، لدينا:

s(جZ/X)=ج(شمالZ/X)-1[Z]=أنا=1د(1-ج1(ياX(دأنا)))[Z]=[Z]-أنا=1ندأنا[Z].{\displaystyle s(C_{Z/X})=c(N_{Z/X})^{-1}[Z]=\prod _{i=1}^{d}(1-c_{1}({\mathcal {O}}_{X}(D_{i})))[Z]=[Z]-\sum _{i=1}^{n}D_{i}\cdot [Z].}

المثال 2

فيما يلي المثال 3.2.22 من كتاب فولتون (1998). [ 2 ] وهو يستعيد بعض النتائج الكلاسيكية من كتاب شوبرت عن الهندسة العددية .

عرض الفضاء الإسقاطي المزدوجP3˘{\displaystyle {\breve {\mathbb {P} ^{3}}}}كما هو الحال في حزمة غراسمانص:P3˘*{\displaystyle p:{\breve {\mathbb {P} ^{3}}}\to *}تحديد معلمات المستويين فيP3{\displaystyle \mathbb {P} ^{3}}، ضع في اعتبارك المتتالية التامة التكرارية

0Sص*ج3سؤال0{\displaystyle 0\to S\to p^{*}\mathbb {C} ^{3}\to Q\to 0}

أينS،سؤال{\displaystyle S,Q}هي الحزم الفرعية والحزم الناتجة عن القسمة، والتي تُعتبر تحصيل حاصل. معهـ=طبيعي2(S*سؤال*){\displaystyle E=\operatorname {Sym} ^{2}(S^{*}\otimes Q^{*})}الحزمة الإسقاطيةq:X=P(هـ)P3˘{\displaystyle q:X=\mathbb {P} (E)\to {\breve {\mathbb {P} ^{3}}}}هو تنوع القطوع المخروطية فيP3{\displaystyle \mathbb {P} ^{3}}. معβ=ج1(سؤال*){\displaystyle \beta =c_{1}(Q^{*})}لديناج(S*سؤال*)=2β+2β2{\displaystyle c(S^{*}\otimes Q^{*})=2\beta +2\beta ^{2}}وبالتالي، باستخدام صيغ الحساب في فئة Chern ،

ج(هـ)=1+8β+30β2+60β3{\displaystyle c(E)=1+8\beta +30\beta ^{2}+60\beta ^{3}}

وبالتالي

s(هـ)=1+8ح+34ح2+92ح3{\displaystyle s(E)=1+8h+34h^{2}+92h^{3}}

أينح=-β=ج1(سؤال).{\displaystyle h=-\beta =c_{1}(Q).}المعاملات فيs(هـ){\displaystyle s(E)}لها معانٍ هندسية عددية؛ على سبيل المثال، 92 هو عدد القطوع المخروطية التي تلتقي بـ 8 خطوط عامة.

المثال 3

ليكن X سطحًا وأ،ب،د{\displaystyle A,B,D}استخدم مقسومات كارتييه الفعالة عليها. دعZX{\displaystyle Z\subset X}ليكن التقاطع النظري المخطط لـأ+د{\displaystyle A+D}وب+د{\displaystyle B+D}(باعتبار تلك القواسم بمثابة مخططات فرعية مغلقة). ولتبسيط الأمر، افترضأ،ب{\displaystyle A,B}إذا التقت النقاط فقط عند نقطة واحدة P بنفس التعددية وكانت P نقطة ملساء من X ، فإن [ 12 ]

s(Z،X)=[د]+(م2[P]-د[د]).{\displaystyle s(Z,X)=[D]+(m^{2}[P]-D\cdot [D]).}

لتوضيح ذلك، انظر إلى عملية التضخيم.π:X~X{\displaystyle \pi :{\widetilde {X}}\to X} من X على طول P و ليكنز:Z~=π-1ZZ{\displaystyle g:{\widetilde {Z}}=\pi ^{-1}Z\to Z}، التحويل الصارم لـ Z. باستخدام الصيغة في #الخصائص ،

s(Z،X)=ز*([Z~])-ز*(Z~[Z~]).{\displaystyle s(Z,X)=g_{*}([{\widetilde {Z}}])-g_{*}({\widetilde {Z}}\cdot [{\widetilde {Z}}]).}

منذZ~=π*د+مهـ{\displaystyle {\widetilde {Z}}=\pi ^{*}D+mE}أينهـ=π-1P{\displaystyle E=\pi ^{-1}P}، والنتيجة هي الصيغة المذكورة أعلاه.

التعدد على طول صنف فرعي

يترك(أ،م){\displaystyle (A,{\mathfrak {m}})}لتكن الحلقة المحلية لمجموعة متنوعة X عند مجموعة متنوعة فرعية مغلقة V ذات بُعد مشترك n (على سبيل المثال، يمكن أن تكون V نقطة مغلقة ). عندئذٍطولأ(أ/مت){\displaystyle \operatorname {length} _{A}(A/{\mathfrak {m}}^{t})}هي متعددة حدود من الدرجة n في t لقيم t الكبيرة ؛ أي يمكن كتابتها على النحو التالي:هـ(أ)نن!تن+{\displaystyle {e(A)^{n} \over n!}t^{n}+}الحدود ذات الدرجة الأدنى والأعداد الصحيحةهـ(أ){\displaystyle e(A)}يُطلق عليه اسم تعددية A.

فئة سيغريs(V،X){\displaystyle s(V,X)}لVX{\displaystyle V\subset X}يشفر هذا التعدد: معامل[V]{\displaystyle [V]}فيs(V،X){\displaystyle s(V,X)}يكونهـ(أ){\displaystyle e(A)}[ 13 ]

مراجع

  1. سيغري 1953
  2. 1 2 فولتون 1998
  3. فولتون 1998 ، ص 50.
  4. فولتون 1998 ، مثال 4.1.1.
  5. فولتون 1998 ، مثال 4.1.5.
  6. 1 2 فولتون 1998 ، الاقتراح 3.1.
  7. فولتون 1998 ، مثال 3.1.1.
  8. فولتون 1998 ، الاقتراح 4.2. (أ)
  9. فولتون 1998 ، الاقتراح 4.2. (ب)
  10. فولتون 1998 ، § 2.5.
  11. فولتون 1998 ، المثال 9.1.1.
  12. فولتون 1998 ، مثال 4.2.2.
  13. فولتون 1998 ، مثال 4.3.1.

فهرس