 
        
        книги из ГПНТБ / Хирцебрух Ф. Топологические методы в алгебраической геометрии
.pdf| теорему | 4.4.3 | или | формулу | 10.1 | (4), | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| X (V, | W ® W) | = | щ | [ е с '/ V і + | . . . | + | Л ) (є"6 ' + . . . + . е-*'г)\ | = | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | = щ [ ( 1 + ^ / 2 ) ( г + < / , ) ( / • ' - # ) ] , | ||||||
| что и требовалось | доказать. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| Приступим теперь к доказательству теоремы | PP. | 
 | 
 | |||||||||||
| Мы должны | показать, | что | %(V, W)= | T(V, W). | Пусть g— ассо | |||||||||
| циированное с W комплексно-аналитическое GL(q, | 
 | С)-расслоение | ||||||||||||
| над | V. Рассмотрим | ассоциированное | с £ расслоение | Е с многооб | ||||||||||
| разием | флагов | F(q) = GL(q, | C)/A(q, | С) | в качестве | слоя, и | обо | |||||||
| значим через ф проекцию Е на V. По теореме 14.3.1 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | T(V, | W) = T(E, | y'W). | 
 | 
 | 
 | (2) | |||
| По одной теореме А. Бореля, которую мы приведем в следую- | ||||||||||||||
| щем | пункте, | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | X(V,W) | = | x(E,tfW)x(F(q)). | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| Так | как | арифметический | род | для | F(q) | равен | 1 | (см. 15[10]), то | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | X(V, | W) = x{E, | Ф * П | 
 | 
 | 
 | (3) | |||
Расслоение ty*W комплексно-аналитически допускает треугольную группу A(q, С) в качестве структурной группы. Тем самым над Е определены q диагональных одномерных комплексно-аналитиче ских расслоений А\ Л , и по формуле 12.15 и теореме 16.1.2
| Т(Е, Ф * Ю = І П £ , | At) | и х(Е, | Ф^)-2х(£ , | А,). | (4) | |
| Так как Е по теореме 18.3.1* является | алгебраическим | многооб | ||||
| разием, то по теореме 20.3.а | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Х(Е, | At) = | T(E, | At), | 
 | 
 | (5) | 
| Из (2) — (5) следует, | что | х(^> Ю = T(V, W), что и требовалось | ||||
| доказать. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
21.2. А. Борель доказал следующую теорему, которая была использована при доказательстве основной теоремы 21.1.1 и ко торая ранее не была опубликована.
| 
 | Т е о р е м а | 21.2.1. | Пусть | Е — комплексно-аналитическое | 
 | рас | |||||||||
| слоение | над | компактным | комплексным | многообразием | V | с | ком | ||||||||
| пактным | связным | кэлеровым | многообразием | F в | качестве | слоя и | |||||||||
| со | связной | структурной | группой. | Тогда | Е | автоматически | будет | ||||||||
| компактным | комплексным | многообразием. | 
 | Пусть | ф — проекция | Е | |||||||||
| на | V. Пусть | над | V | задано | комплексно-аналитическое | векторное | |||||||||
| расслоение | W. | Тогда | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | %y{E,4W) | = | xy{V,W)xu{F). | 
 | 
 | 
 | 
 | (6) | |||
| В частности, при | г/ —О | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | X(Е, qW) | = %(V, W)%(F), | %(Е)=%(V)%(F). | 
 | (7) | |||||||
| С л е д с т в и е . | Если | Е, V и F — кэлеровы | многообразия, | то для | ||||||||||
| индекса | х | имеем | 
 | 
 | x(E)=x(V)x(F). | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (8) | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| По | 
 | теореме 15.8.2 следствие | есть | просто | частный случай, | когда | ||||||||
| У — \, | W | тривиально. | Доказательство теоремы | 21.2.1, принадле | ||||||||||
| жащее | А. Борелю, | использует | спектральную | последовательность | ||||||||||
| для (Э-когомологий комплексно-аналитического | расслоения. | Оно | ||||||||||||
| приведено в приложении 2. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| З а м е ч а н и я . | 1) | В случае | когда | F есть | многообразие флагов, | |||||||||
| приведенная | выше | формула | (6) соответствует | формулам | 
 | (10), | ||||||||
| (10*) | из 14.3 | и 14.4. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| В | работе | Ч ж е н ь , | Х и р ц е б р у х | и С е р р | [1] показано, | что | ||||||||
| формула | (8) | справедлива в случае, | когда | Е, | V, | F — компактные | ||||||||
связные ориентированные многообразия, если только ориентация Е
| индуцирована | ориентациям | V и F и если фундаментальная | группа | |||||||
| niV действует тривиально на когомологиях | слоя | H*(F). | 
 | |||||||
| 2) | Теорема | 20.2.1 является | частным | случаем | теоремы | 21.2.1. | ||||
| В теореме 20.2.1 мы доказали в точности ту часть теоремы | 21.2.1, | |||||||||
| которая нам была | нужна. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 3) | Для доказательства | теоремы Р Р в предыдущем | пункте нам | |||||||
| достаточно знать | формулу | (7) | только | для | того | случая, когда F | ||||
| есть | многообразие | флагов. | По | индукции | (см. | 18.3) | достаточно | |||
| поэтому доказать | уравнение (7) | для случая, когда F есть | комп | |||||||
лексное проективное пространство. В этом случае %(F)= 1, и можно показать, что
| d\mHl{V, | W) = dim Н1(Е, | ф*Г), | (9) | 
| что влечет за собой уравнение %(V,W) = | i(E,q*W). | 
 | |
| Прямое доказательство | формулы (9) | дано в приложении | 1 | 
| (23.2(2)). | 
 | 
 | 
 | 
21.3.Теорема Р Р позволяет полностью идентифицировать %- и Г-теории. Имеем
%(V, Г ® Я Р Г ) = Г(К, W®%PT)
и, следовательно,
XP(V, W) = Tp(V, IP).
Так как %р и Тр являются коэффициентами многочленов %у и Ту, то
%y(V, W) = Ty{V, W).
Заметим, что %P(V, W) зависит только от непрерывного вектор ного расслоения W. В случае когда W.— одномерное расслоение,
7 Ф. Хирцебрух
| этот | факт можно доказать | непосредственно | [ К о д а и р а и | С п е н  | 
| с е р | [4]). Приведем явную | формулу для %P(V) (в случае | W — I) | |
| (см. | 12.2(9)): | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | %P{V) = | ^{-\)qhp-q{V)=* | 
 | 
 | 
| 
 | 9=0 | " ( v ' i + - + % ) її | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | — e-У і | (10) | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | |
Последняя сумма распространена на все комбинации знаков, в ко торых минус встречается в точности р раз.
Из 19.4 следует, что %у и Ту совпадают также и в виртуальном случае, так что мы приходим к следующей теореме.
| Т е о р е м а 21.3.1. | Пусть | V — алгебраическое | 
 | многообразие, | |||
| Fj, | Fr — комплексно-аналитические | одномерные | расслоения | ||||
| над | V, | W — комплексно-аналитическое | векторное | расслоение | |||
| над | W. | Тогда | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | Xy(Flt | Fr\, W)v | = Ty(Fu | Fr\, W)v. | (11) | |
| З а м е ч а н и е . Полагая в предыдущей формуле | г = 0 (см. 19.3) | ||||||
| и у = 0, | получим в | точности | теорему | PP. Таким | образом, фор | ||
| мула | (11) является | наиболее общим результатом | этой главы. Од | ||||
нако эта формула не является существенным обобщением тео ремы PP. Центральным результатом является теорема PP.
| 
 | БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ЗАМЕЧАНИЯ | 
 | ||
| Теперь имеются по крайней мере четыре других доказательства | теоремы Ри | |||
| мана— Роха. А т ь я и З и н г е р [1] доказали, что равенство %(V, W) = T(V, W) | ||||
| имеет место для комплексно-аналитического векторного расслоения | W над про | |||
| извольным | компактным комплексным | многообразием | V. Их метод | основан ча | 
| стично на | доказательстве теоремы об | индексе 8.2.2 | гл. 2. и описан | в § 25. Из | 
рассуждений п. 21.3 легко следует тогда, что %-теория и Г-теория совпадают на любом компактном комплексном многообразии, т. е. теорема 21.3.1 справедлива
| для | компактного комплексного многообразия | V. В | частности, %\(V) — | = | 
| = | т(У), так что теорема Ходжа об индексе | 15.8.2 | справедлива, если | V — ком | 
| пактное комплексное многообразие. | 
 | 
 | 
 | |
Прямое доказательство того, что %(V) = T(V), не использующее теоремы об индексе, принадлежит Уошницеру. Доказательство проводится для того слу чая, когда V — алгебраическое многообразие или даже неособое алгебраическое многообразие, определенное над алгебраически замкнутым полем К.
| Из | результатов | Чжоу | и Серра | следует, что х(^ ) и | T(V) могут | быть опре | |
| делены | и- в этом | случае | (см. С е р р [2, 4], Б о р е л ь — С е р р | 12], | Г р о т е н- | ||
| д и к [4]). Опубликованный | вариант | ( У о ш н и ц е р [2]) | содержит | аксиоматиче- | |||
| ское | описание арифметического рода | x W . | но> к сожалению, не | содержит | дока | ||||||||||||
| зательства | того, что T(V) | удовлетворяет этим аксиомам. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| Теорема | Гротендика — Римана — Роха | описана | в § 23. | Она относится | к соб | ||||||||||||
| ственным | отображениям | f: | V -»• X алгебраических | многообразий | (см. Б о р е л ь | ||||||||||||
| и С е р р | [2]). Если X—точка, | то | эта | теорема | превращается | в | теорему | Ри | |||||||||
| мана — Роха | для алгебраического | векторного расслоения W над неособым | проек | ||||||||||||||
| тивным многообразием V, определенным над алгебраически замкнутым полем К. | |||||||||||||||||
| Если | К = | С, то из | результатов | С е р р | а | [4] о сравнении | аналитических и | алге | |||||||||
| браических | пучков | следует | теорема | Римана — Роха | для | комплексно-аналитиче | |||||||||||
| ских векторных расслоений | W над алгебраическим многообразием | V. | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| Другое | доказательство | теоремы | Гротендика — Римана — Роха | для | случая | ||||||||||||
| К = | С дано | в А т ь я и Х и р ц е б р у х | [8]. В случае | когда | f: V->X | — вложение, | |||||||||||
доказательство проходит для произвольных компактных комплексных многообра зий V, X. Для произвольных f нужно предполагать, что V, X — алгебраические многообразия. Этот подход дает самое короткое из известных доказательств
| теоремы Римана — Роха, но, как | и в этой книге, он годится только, когда | 
| V — (комплексное) алгебраическое | многообразие. | 
Приложение 1
Р.Шварценбергер
§22. ПРИЛОЖЕНИЯ ТЕОРЕМЫ РИМАНА—РОХА
Мы рассмотрим три типичных приложения теоремы Римана — Роха. В первом из них теорема Римана — Роха используется для вычисления инвариантов полных пересечений в проективном про странстве (22.1). Во втором—для вычисления инвариантов алгеб раических многообразий, возникающих из ограниченных однород ных симметрических областей Э. Картана (22.2—22.3). Третье при ложение относится к изучению комплексных векторных расслоений над проективным пространством (22.4).
| 22.1. Рассмотрим г неособых гиперповерхностей | F ( " l \ | F(ar) | ||||
| степеней | а.\, | аг | в комплексном | проективном | пространстве | |
| Р„+г(С). | Пересечение | V ^ ' - ' a r ) = F(ar)C\ | . . . f] F(ar) | будет | алгеб | |
раическим многообразием размерности п, если гиперповерхности
| находятся | в общем положении. Проблема | состоит в | вычислении | ||||||
| ^-характеристики для алгебраического многообразия | V n | U l ° Г К | |||||||
| Оказывается, что | она зависит | только | от целых | чисел | аи | аг,п | |||
| и не зависит от специального выбора | гиперповерхностей F ( " l \ ... | ||||||||
| F(ar). | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Пусть | Я —одномерное | расслоение | над | Р „ + Г ( С ) , ассоциирован | |||||
| ное с С*-расслоением г\п+г | (см. 4.2). Тогда | Я соответствует | классу | ||||||
| дивизоров | гиперплоскости | P n + r _ i (C) | и имеет | класс | когомологий | ||||
| Ci (r\n+r) = | h <= Я 2 ( Р П + Г ( С ) , Z). Одномерное | расслоение | II"1 | соот | |||||
| ветствует | классу | дивизоров | гиперповерхности | F ( a ' \ | Если | ||||
/: у ( а ' а Л - » • Р п + Г (С) — вложение, то мы будем писать Я вме сто j*h и Я вместо /*Я.
Рассмотрим случай г = 1 . По 4.8.1 существует точная после довательность векторных расслоений над F ( a [ )
| 
 | 
 | O-^-Z(F)-* | j*l (Р) | - * f | Я а ' | -> | О, | 
| где Z(F) и Z ( Р ) | — касательные | расслоения | к F ( a , ) и Р Д + 1 ( С ) . | ||||
| Следовательно, | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| с (X (F)) = | f | ( с (Z (Р)) • с ( Я а ' ) _ ' ) - | (1 + | hf+2 | (1 +. fl.ft)"1. | ||
Теорему 4.8.1 можно применить г раз и получить полный класс
| Чженя | для | алгебраического | многообразия | Vf°r | '"' | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 
 | с (г | (Vn)) = | (1 + | h)n+r+1 | 
 | (1 + | axh)-1 . . . | (1 + | arh)-\ | 
 | 
 | (1) | |||||||||
| Т е о р е м а | 22.1.1. | Пусть | Vn | — полное | пересечение | г | 
 | гипер | |||||||||||||
| поверхностей | 
 | степеней | аи | 
 | 
 | аГ, | находящихся | 
 | в | общем | 
 | положе | |||||||||
| нии в P r t + r (C), | и пусть | z — | переменная. | Тогда | %у — | характеристика | |||||||||||||||
| одномерного | расслоения | 
 | Hk | над | 
 | Vn | — задается | 
 | формулой | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (1+гу) | 
 | 
 | (1 | 
 | 
 | 
 | (2) | ||
| и=0 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1=1 | (1 | + | гу) | 
 | + | y ( \ - z ) 1 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | l | 
 | 
 | ||||||||||
| Д о к а з а т е л ь с т в о | ( Х и р ц е б р у х | 
 | [3], | § | 2.1). | По | 
 | теореме | |||||||||||||
| Римана —Роха 21.3.1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | %y(Vn, Hk) | = | Ty(Vn, | 
 | 
 | Hk). | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| Пусть | R(x) | = | [(l—e-xiv+i))-l{y+l) | 
 | 
 | — y ] ~ \ | 
 | Тогда | из | (1) | сле | ||||||||||
| дует, что | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| Ty(Vn, | 
 | Hk)=%n | e(^kR(hR(h)-r+r+i | 
 | 
 | 
 | 
 | П | 
 | M-lR{atH)\ | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (=i | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | М+у) | 
 | khrn+l | 
 | n r | -'J\a7'R{aih) | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | h 'R(h)- - | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| Член степени п является кратным hn | 
 | и | hll[Vn] | 
 | = ala2 | 
 | , | ||||||||||||||
| Поэтому Ty(Vn, | Hk) | совпадает | с коэффициентом при х~1 | 
 | в | 
 | |||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | M+y)kx | R(xy | -n—r—\ t[R(aiX). | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| Этот коэффициент можно сосчитать как | вычет при | х — 0. | Под | ||||||||||||||||||
| становка z = R (х) дает | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | е«+У)х = | ±+li_ | 
 | t | d | z | = | ( i + z y | ) ( i - z | ) | dx, | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | р( | \ — | 0+zy)a-(i | 
 | 
 | - z ) a | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | Н^аХ)— | { l + | z | y ) a | + | у ( | l | _ г)а • | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
Следовательно, Ty(Vn, Hk) является вычетом для
| у—П—Г—\0+zyf | п | |
| 
 | (1 - z ) k + i | |
| 
 | Ц | |
| при z = 0, как и | требовалось. | |
| С л е д с т в и е . | Если у = | 0, то | 
| оо | 
 | 
 | 
(I + zyfi + (I - zf
г
| 2 % (Vn, Hk) zn+' = (1 - г)"* - ' П (1 ~ (1 - | zp). | 
| n=0 | <=-1 | 
| Аналогично, случаи | у ——\, | у = + 1 дают уравнения для эй | ||||
| леровой характеристики | и для индекса многообразия | V ^ 1 ° т \ | ||||
| З а м е ч а н и е . Теорема 2 2 . 1 . 1 может быть | доказана | непосред | ||||
| ственно, исходя из четырехчленной формулы | 1 6 . 3 ( 1 0 ) , и это дока | |||||
| зательство было получено раньше доказательства | теоремы Ри | |||||
| мана— Роха. Легко показать, | что теорема | имеет место | также и | |||
| при г — 0. Следствие дает в | случаях г = | 0 и г = | 1 хорошо из | |||
| вестные формулы для %(Рп(С), | Нк) и %{Vn\ Hk), | которые, | напри | |||||||||||||||||
| мер, | были | использованы | у | Х и р ц е б р у х а | и | К о д а и р ы | 
 | [1] и | ||||||||||||
| у Б р и с к о р | н а [1]. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| Теорему 2 2 . 1 . 1 можно использовать | для вычисления чисел | АР>9 | ||||||||||||||||||
| для | Vn | (см. 1 5 . 4 ) . Это возможно | в силу | следующей теоремы. | ||||||||||||||||
| Т е о р е м а | 
 | 2 2 . 1 . 2 . | Пусть | Vn | = V^1"J—полное | 
 | 
 | 
 | пересече | |||||||||||
| ние. | Тогда | hp' q | (V„) = бр , „ | для | р + q Ф п | и | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | %P(Vn) | = (-l)n~Php-n-p(Vn) | 
 | 
 | + (-l)P | для | 
 | 2рФп, | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | уГ(Уп) | = {-\)тпт-т(Уп) | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | для | 2т = п. | 
 | 
 | |||||||
| Доказательство можно | найти | у Х и р ц е б р у х а | [3], § 2 . 2 . Оно | |||||||||||||||||
| проводится индукцией с использованием теоремы | Лефшеца | о ги | ||||||||||||||||||
| перплоских | сечениях ( Б о т т | [4]). | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 22.2. Пусть М — ограниченная | область | в С„, снабженная | эрми | |||||||||||||||||
| товой | метрикой | Бергмана | ( К о д а и р а | [6], стр. 4 2 ) . Эта | метрика | |||||||||||||||
| является кэлеровой, и она инвариантна | относительно | комплексно- | ||||||||||||||||||
| аналитических | гомеоморфизмов | многообразия | М. | Пусть | I(М) — | |||||||||||||||
| группа всех таких гомеоморфизмов, и пусть | У = | М / Д — фактор- | ||||||||||||||||||
| пространство | относительно | 
 | действия | подгруппы | А группы | 
 | 1(М). | |||||||||||||
| Каноническое | отображение | р: М — > У | 
 | является | накрытием | ком | ||||||||||||||
| пактного комплексного | многообразия | У, если | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| (a) | А действует дискретно, | т. е. любое | компактное | подмноже | ||||||||||||||||
| ство | из М | пересекается | лишь | с | конечным | числом | своих | 
 | образов | |||||||||||
| относительно | А; | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| (b) | М/Д компактно; | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| (c) | А действует свободно, | т. е. только | тождественный | элемент | ||||||||||||||||
| из А имеет неподвижные | точки. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | [6], | стр. 4 1 ) , что | |||||||||||
| Из | свойств | (а) — (с) | вытекает | (см. К о д а и р а | ||||||||||||||||
| каноническое одномерное расслоение К над | У является | положи | ||||||||||||||||||
| тельным (см. 1 8 . 1 ) . Следовательно, из теоремы | 1 8 . 1 . 2 | следует, что | ||||||||||||||||||
| У является | алгебраическим | 
 | многообразием. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| Голоморфная функция / на М называется автоморфной | 
 | формой | ||||||||||||||||||
| относительно | А веса г, если для всех ш М , у є А | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | f(yX) | = | Jyr(x)f(x), | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
где Jy(x) — якобиан преобразования у в точке х. Комплексное век торное пространство всех автоморфных форм относительно А
веса г изоморфно Я 0 ( У , /Су). Размерность этого векторного про странства, т. е. число линейно независимых автоморфных форм от
| носительно А веса г, обозначается через Yir(M, А). Так как | Кг | ||||||||||||||||||
| положительно, | то | теоремы | 18.2.1 и 18.2.2 показывают, | что | группы | ||||||||||||||
| когомологий для | У с коэффициентами | в | пучке | ростков | голоморф | ||||||||||||||
| ных сечений расслоения Ку равны | нулю | во всех | размерностях | ||||||||||||||||
| =т^0, | если | г | 2, | и | равны | нулю | во всех | размерностях | фп, | если | |||||||||
| г | — 1 . Следовательно | (см. 20.5(13)), | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 11ДМ, Д ) | = | 0 | для | 
 | г < - 1 , | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | П 0 (М, | Д ) | = | 1, | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | П , ( М, Д) = £„, | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ( 6 ) | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 1\(М, | 
 | Д ) | = | % ( У , KY) | 
 | ДЛЯ | Г > 2 . | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| Здесь gn | — число | линейно | независимых | голоморфных | форм | сте | |||||||||||||
| пени п на | У = | М/А. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | М | однородна, | ||||
| Предположим | теперь, что | ограниченная | область | ||||||||||||||||
| т. е. что'М допускает транзитивную группу | комплексно-аналитиче | ||||||||||||||||||
| ских гомеоморфизмов. Классы Чженя cf | для | У можно предста | |||||||||||||||||
| вить | дифференциальными | формами, | 
 | так | что | любое | разбиение | ||||||||||||
| я = | (/і, . . . , / р ) числа | 
 | п | определяет | дифференциальную | форму | |||||||||||||
| Р(л) | степени | 2п | и | типа | (п,п), | которая | представляет | класс кого | |||||||||||
| мологий Cj{ . . . с/ | . Так | как | М | однородно, | то | р*Р(л) | = s(n) | • V, | где | ||||||||||
| s(jt) — вещественное число, | зависящее только от М и | от | разбие | ||||||||||||||||
| ния | л, а | V — инвариантный | элемент | объема на | М | по | отношению | ||||||||||||
| к метрике Бергмана | ( Х и р ц е б р у х [5], § | 2). | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| Т е о р е м а | 22.2.1. | Пусть | Аі, | Аг — две | подгруппы | группы | 1{М), | ||||||||||||
| удовлетворяющие | условиям | (а) — (с), | 
 | о,- — объем | У,- | = | M/At | по от | |||||||||||
| ношению | к метрике | Бергмана | на ограниченной | однородной | обла | ||||||||||||||
| сти М, и пусть | с = | Vi/v2. | Тогда | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | %У (Yd = | с%у | ( У 2 ) , | 
 | П г | (Л*, А,) = | cTL (М, | А2) | для | г > | 2. | 
 | |||||||
| Д о к а з а т е л'ь с т в о. Пусть | Si (л) | — числа Чженя с/ | ...с, | 
 | \Y Л | ||||||||||||||
| для | У Г , соответствующие разбиению | 
 | п. Тогда | (я) = | s (п) и* и | ||||||||||||||
| 
 | 
 | s i | (п) | — | cs2(л) | 
 | Для | всех | 
 | я = | 0*1» •••» /'/>)• | 
 | 
 | 
 | |||||
Следовательно, это же выполняется и для любой линейной ком бинации чисел Чженя. В частности, формулы (3) и теорема Ри
| мана — Роха показывают, | что указанная пропорциональность имеет | 
| место для %y(Yi) и для П | Г (Л1, Д Г ) , г ^ 2. | 
Предположим, теперь, что ограниченная однородная область М
| еще и | симметрична, | т. е. что для любой точки | х є М | существует | 
| комплексно-аналитический гомеоморфизм ох: | М-+М, | который | ||
| имеет | х в качестве | изолированной неподвижной | точки | и является | 
инволюцией (ох = 1). Следующий частный случай одной теоремы Бореля показывает, что при этом предположении всегда суще ствуют алгебраические многообразия вида М/А.
| Т е о р е м а | 
 | 22.2.2 | 
 | ( Б о р е л ь | [4]). | Пусть | М — ограниченная | од | |||||||||||
| нородная | симметрическая | область, | и | пусть I (М) —группа | 
 | комп | |||||||||||||
| лексно-аналитических | 
 | 
 | гомеоморфизмов | 
 | для | М. | Тогда | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| I) | 1(М) | содержит | подгруппу | А, | удовлетворяющую | 
 | условиям | ||||||||||||
| ( а ) . - ( с ) . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| II) | Если | А | является | подгруппой | группы | 1(М), | удовлетворяю | ||||||||||||
| щей | условиям | 
 | (а) | и | (Ь), то А | содержит | нормальную | 
 | подгруппу | ||||||||||
| конечного | индекса, | удовлетворяющую | условиям | (а) — (с). | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | З а м е ч а н и е . | 
 | В | 
 | рассматриваемом | случае | (а) | выполняется | |||||||||||
| тогда | и | только | тогда, | когда | Д — дискретная | подгруппа | группы | ||||||||||||
| 1{М), | а условие | (Ь) | эквивалентно компактности | 1(М)/А ( Б о р е л ь | |||||||||||||||
| [4], | стр. | 112). | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 22.3. Пусть | М — ограниченная | однородная симметрическая об | |||||||||||||||||
| ласть в С„. Тогда М разлагается | в произведение M = N\ X • • • X Ns | ||||||||||||||||||
| неприводимых | ограниченных | однородных | симметрических | обла | |||||||||||||||
| стей Nh- Каждая из | 
 | областей Nk является факторпространством | |||||||||||||||||
| N=G/H | некоторой | 
 | простой некомпактной группы Ли G с триви | ||||||||||||||||
| альным | центром | по | максимальной компактной | связной подгруппе | |||||||||||||||
Я, центр которой имеет вещественную размерность единица. Мож но сопоставить G некоторую компактную группу Ли G', которая также содержит Я. Факторпространство N' — G'/H является ком пактным неприводимым однородным эрмитовым симметрическим многообразием, которое содержит открытое подмножество, комп
| лексно-аналитически гомеоморфное | N ( Б о р е л ь | [1]). Полное | опи | ||||||
| сание этой конструкции можно найти у Х е л г а с о н а | ([1], стр. 321). | ||||||||
| У Б о р е л я | и Х и р ц е б р у х а | ([1], часть | 1, | стр. 520) | 
 | пока | |||
| зано, что каноническое одномерное расслоение | для | N' | отрица | ||||||
| тельно в смысле Кодаиры (и, | следовательно, | N' | является | алгеб | |||||
| раическим | многообразием). | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| Пусть | е є | N cz N' — точка, | соответствующая | единичному | эле | ||||
| менту групп G, G'. По формуле Э. Картана тензор кривизны | в е, | ||||||||
ассоциированный с инвариантной метрикой на N', является отри цательным кратным тензора кривизны в е, ассоциированного с ин
| вариантной | метрикой | на N | (см. X и р ц | е б р у х [5]). | 
 | 
 | 
| Пусть | M' = N[X | как | XN'S и е = | (е1 . . . е в ) є | Af. | Тогда М | 
| можно рассматривать | открытое подмножество | в | М', и инва | |||
риантные дифференциальные формы, представляющие заданное число Чженя для М и М', отличаются в точке е на некоторый положительный множитель со знаком (—1)™. Это является след ствием приведенного выше свойства тензоров кривизны. Как и в теореме 22.2.1, применение теоремы Римана — Роха дает:
| Т е о р е м а | 22.3.1. | Пусть | М — ограниченная | однородная | сим | ||||||
| метрическая | 
 | область | в Сп, | и пусть | 1(М) — группа | комплексно-ана | |||||
| литических | гомеоморфизмов | 
 | для М. Пусть | Y = | М/А — | факторпро- | |||||
| странство | по | подгруппе | AczI(M), | удовлетворяющей | условиям | ||||||
| (а) — (с) | п. 22.2, и пусть | М' — компактное | симметрическое | много | |||||||
| образие, | соответствующее | М. Тогда | существует | вещественное | чис | ||||||
| ло с, такое, что | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| %y(Y) = c%y(M% | Ur | (М, | А) = с% (ЛГ, | Км'У) | для | г > 2 . | |||||
| Если п четно, то с > | 0. Если | п нечетно, то с < 0. | 
 | 
 | |||||||
В действительности многообразия М' полностью расклассифи цированы (см. Х е л г а с о н [1], стр. 354). Пусть M'—N'iX.• • • ХА^. Тогда каждое Л7' является одним из многообразий следующего списка:
I)U (р + q)/V (р) X U (q),
II)SO(2p)/U(p),
III)Sp(p)/U(p),
IV) SO (p + 2)/SO (p) X SO (2), p ^ 2 ,
W
V)E6 /Spin(10)XT1 ,
| VI) | E7/E6XTl. | 
| Тот факт, что каждое из этих N' приводит к ограниченной од | |
| нородной | симметрической области, был доказан Э. Картаном | 
с помощью явной конструкции в каждом отдельном случае. Пер
| вое | общее | доказательство | принадлежит Х а р и ш - Ч а н д р е | ([1], | |
| стр. | 591) | (см. Х е л г а с о н | [1], стр. 312). Числа Бетти br(N') | для | |
| N' могут быть подсчитаны с помощью формулы Хирша, и можно | |||||
| показать, | что числа /г?-«(Л7 '), определенные в 15.4, равны | нулю | |||
| для | p¥=q | (см. 15.10, Б о р е л ь [2] и | Б о р е л ь и Х и р ц е б р у х [1], . | ||
| § 14). Отсюда следует, что %(N')= | 1 (на самом деле W — даже | ||||
рациональное алгебраическое многообразие). Таким образом, мы
| видим, | что константа с в теореме 22.3.1 совпадает | с %(Y). | Отсюда | ||||||
| видно | также, что | индекс т = | r(N') = | 2(—l)^&2j(^0 равен | нулю, | ||||
| кроме следующих | случаев: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| I) | если р — 2s и q = 2t, или | если | р = 2s _-f-1, | q — 2t, | или | если | |||
| р = 2t, q = | 2s + | 1; тогда т = | ^ | ' '. | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| IV) | если | р — 4s; тогда т = | 2; | 
 | 
 | 
 | (5) | ||
V)т = 3.
| 
 | Пусть А —подгруппа | группы 1(М), | удовлетворяющая | условиям | |||||
| (а) — (с) | п. 22.2. Такая | подгруппа | существует | по теореме | 22.2.2. | ||||
| По | этой | же | теореме существует | нормальная | подгруппа | Г | груп | ||
| пы | Д сколь | угодно большого индекса | р, которая будет | свободно | |||||
