книги из ГПНТБ / Хирцебрух Ф. Топологические методы в алгебраической геометрии
.pdfтеорему |
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 |