Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Шимура Г. Введение в арифметическую теорию автоморфных функций

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
15.08 Mб
Скачать

270 ГЛ. 7. ДЗЕТА-ФУНКЦИИ

где р — любое рациональное простое число, не делящее г и распа­

дающееся на m/f простых идеалов в поле к,

а и — переменная. Если

р — такой

простой

идеал в к,

то срр

(соответственно

лр)

— эндо­

морфизм

Фробениуса

степепн

/V(p)

(соответственно

р)

 

редукции

J 4 s . Пусть

Щ обозначает

Z-адическое представление

кольца

E n d ( y l s ) .

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П de t[ 1 -

vlR'i

( Ф р ) ] =

П de t [ 1 -

и Xi (р)

R',

(пр)].

 

Щр

 

 

 

 

1 = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

Поэтому,

если

положить

/ (z) =

Tj апе2лШ^

£Sh

(Г"),

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L(s,

 

/, х)=

S в„-х (»)»"*»

 

 

 

 

 

как и в

§ 3.6;

если

же

 

 

п=1

 

набор

из (7.5.4'),

то дзета-

{ / i b . . ., /ги }

функция

кривой Vs

(или многообразия

A s)

над полем

к

совпадает

с точностью до конечного числа эйлеровых множителей с произве­ дением

т

у.

 

[ [

П L(s,

fev, Xi),

1 =

1 v = l

 

голоморфным на всей s-плоскостп

и удовлетворяющим некоторому

функциональному уравнению, о чем свидетельствуют замечание 3.58,

предложение 3.64 и теорема

3.66.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( I I ) Далее,

рассмотрим

пропзвольное

квадратичное

расширение

к поля Q с кондуктором (г). В силу результата А. Вейля [5] можно

построить такое абелево многообразие Вs,

определенное

над

полем

Q,

и такой изоморфизм X из As

на

Bs,

определенный

над

к,

что

Ха = —X для образующей а группы Gal(/t7Q). Пара s,

X)

един­

ственна с точностью до изоморфизма над Q. Если грр

эндоморфизм

Фробениуса степени р редукции Bs,

то

для почти всех р имеем.

гррЛ. = х(р) Хлр,

где %— характер

группы

(Z/rZ)*,

соответствующий

полю к. Поэтому дзета-функция многообразия

Bs

над

полем

Q

совпадает с точностью до конечного

числа эйлеровых

множителей

с

произведением

•л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П L(s, Av. X), v=l

голоморфным на всей s-плоскости и удовлетворяющим некоторому функциональному уравнению. Разумеется, можно провести анало­ гичные рассмотрения и для множителя А многообразия A s , вве­ денного в теореме 7.14.

§ 7.9. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

271

Б. Рациональные точки эллиптической

кривой

Группа рациональных точек эллиптической кривой, определен­ ной над полем алгебраических чисел, пад функциональным полем или над локальным полем, по сей день является предметом широких исследований. Великолепный обзор этой темы содержит статья Касселса [1], где читатель может найти ссылки на литературу, вышедшую до 1966 года. Мы ограничимся лишь формулировкой гипотезы Бёрча и Свиинертона-Дайера.

ГИПОТЕЗА БЁРЧА и СВПННЕРТОНА-ДАЙЕРА

[1]. Если дзета-функция

£,(s; E/Q) эллиптической

кривой

Е, определенной

над Q, имеет нуль

порядка

h ^

О при s = 1, то группа рациональных

точек кривой Е

над полем Q имеет ранг

h.

 

 

 

 

Эта гипотеза

проверена для многих кривых и, в частности, для

кривых

вида у2

= х3 — Dx.

 

 

 

 

Если

Е — кривая Vs

рода

1, изоморфная

факторпространству

T 0 ( N ) \ ! Q * ,

где число N принадлежит множеству

значений (7.5.G),

то функция

£(s; E/Q) задается

(возможно,

с точностью до «плохих»

множителей)

равенством

 

 

 

 

 

 

 

 

со

 

со

 

 

 

 

 

 

2 апп~° = Г (s)-1 (2я)8 j / (iy)

dy

 

 

 

 

n = i

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

C O

 

 

 

при некотором

элементе

/(z) =

2 a n e 2 3 I f n z

пространства 52 0 Г )).

 

 

 

 

 

71=1

 

 

 

Последний интеграл сходится для всех s

(см. доказательство тео­

ремы 3.66). Так как кривая Vs

имеет род 1, то div(/(z)dz) = 0, так

что дивизор div(/) может быть получен из формулы предложения 2.16. Проверяя эллиптические точки группы r 0 ( i V ) , легко убеждаемся в том, что функция / не имеет нулей па мнимой осп, отличных от оо.

оо

Так как функция f(iy) = 2

я п е ~ 2 я п " принимает

вещественные зна-

71=1

 

 

чения, то £(s; E/Q) не обращается в нуль при s =

1. Бёрч установил,

что этот факт согласуется с приведенной

выше

гипотезой.

В. Эйлеровы множители

для простых

дивизоров; в которых

многообразие,

имеет плохую

редукцию

Для определения дзета-функции кривой или абелева многообра­ зия мы рассматривали лишь такие простые дивизоры, в которых многообразие имеет хорошую редукцию. Поэтому естественно задать­ ся вопросом об отыскании эйлеровых множителей п для «плохих»- простых дивизоров. Нерон [1] показал, что произвольное абелево многообразие над локальным (или глобальным) полем имеет модель, с «наилучшим поведением» в процессе редукции по модулю рас­ сматриваемого простого дивизора. С помощью этого результата.

272 ГЛ. 7. ДЗЕТА-ФУНКЦИИ

можно определить кондуктор абелева многообразия над числовым полем и его эйлеровы множители для плохих простых дивизоров (по крайней мере для эллиптических кривых). По поводу деталей мы отсылаем читателя к Оггу Серру и Тейту [1] и А. Вейлю [9]. С помощью этих множителей п понятия числа Тамагавы можно сфор­ мулировать гипотезу Бсрча п Свиииертона-Дайера в более точной форме (см. Бёрч и Свиннертон-Дайер [1] и статью СвиннертонаДайера в книге Касселса и Фрёлиха [1]).

Г Л А В А 8

ГРУППА КОГОМОЛОГИЙ, АССОЦИИРОВАННАЯ С ПАРОБОЛИЧЕСКИМИ ФОРМАМИ

§ 8.1. Группы когомологпй фуксовых групп

Мы построим сейчас некоторую группу когомологий, изоморф­ ную пространству Sh(T); впервые ее нашел Эйхлер. Здесь к — произ­

вольное (нечетное или четное) целое

число,

большее или равное 2.

Мы начнем с обычного определения

группы

когомологий #'((?, X)

при произвольной группе G и произвольном левом G-модуле X. Зафиксируем ассоциативное кольцо R с единицей и обозначим через R[G] групповое кольцо группы G над R. В дальнейшем кольцо R будет или кольцом Z, или полем. Мы будем считать, что X является /?[С]-модулем, и будем обозначать через Cl(G, X) для любого целого

£,

большего

или равного 0,

.ff-модуль

всех

 

отображений

группы

Gl

= G X . . . X G (произведение i экземпляров) в X;

подразуме­

вается, что C°(G, X) =

X. Для и б Cl(G, X)

определим

следующим

образом элемент ди модуля Cl+1(G,

X):

 

 

 

 

 

 

ди (а) = (а — 1) и,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

если

i = 0;

 

ди ( а 4 , а 2 , . .. , а г + 1 ) = at

• и ( а 2 , . .. , ai+i)

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

2 ( — l ) ' " ( a

i »

• • •»aJ-u

ajaj+u

. . . , а,-+ 1 ) +

 

 

 

 

 

 

3=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

(— 1 ) г + 1 и ( а ь

. . . , а г - ) ,

 

если £ > 0 .

Легко проверить, что 55 = 0. Положим

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1

(G, X) = {и е С* (G, Х)\ди = 0},

 

 

 

 

 

 

 

Б1

(<?, X )

 

[ 0,

 

 

 

 

если i = 0,

 

 

 

 

 

= 1 diC^iG,

X)),

если £ > 0 ,

 

 

 

 

 

Hl(G,X)

=

Z* (G, X)/Bl (G, X),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Xй

= {х£Х\ах

= х для всех

а £ ( ? } .

 

 

 

Группу R~l(G,

X)

мы называем

i-й группой

когомологий

группы G

с

коэффициентами

в модуле

X.

Очевидно, что H°(G, X) и Z°(G, X)

могут быть

отождествлены

с

Xs.

Заметим,

 

что группа

Z\G, X)

состоит из всех таких

 

отображений и группы G в модуль X, что

(8.1.1)

 

u(aB) = u(a)•+

ait(8)

(а, В £ G),

 

 

 

18-01118

274

ГЛ. 8. ГРУППА К0Г0М0Л0ГИМ

а группа

B \ G , X) состоит из всех

таких отображений и группы G

в X, что

 

 

 

 

(8.1.2)

v(a) =

(а -

1)яг„

(а € G)

при некотором элементе х0

модуля X, не зависящем от а. Из формулы

(8.1.1) получается, что и(\) =

0 и

 

(8.1.3)

u(a - x )

= — a - 4t(a)

(а 6 G ) .

Зафиксируем теперь произвольное подмножество Q группы G, которое может быть и пустым, и через CQ(G, X) обозначим Л-под- модуль в C \ G , X), состоящий из элементов и, обладающих следую­ щим свойством:

(8.1.4)

 

и(л) £ (л 1)Х

для каждого я 6 (?•

 

 

Положим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zb(G,X)=&(G,X)

П

Ci,(G,X),

 

 

 

 

B l ( G ,

 

X)=d(Cb(G,X)),

 

 

 

 

Hl(G,

 

X)=IP(G,X),

 

 

 

 

HLQ(G,X)=ZLQ(G,X)/B'

 

( G , X),

 

 

 

 

Hb(G,X)

= Z2(G,X)/Bl(G,

X).

 

 

Заметим,

что

B \ G , X) cz 7?q (<?, X).

когда G — фуксова

группа

Будем

теперь рассматривать

случаи,

первого рода. Мы подразумеваем здесь, что G — подгруппа

группы

S L 2 ( R ) / { ± 1 } ,

но не группы SL 2 (R) . Обозначим через

Р множество

всех параболических элементов

группы

G и построим «изогению»

группы HQ ( G , X), где Q — некоторое подмножество

из Р , в неко­

торую группу когомологий, определенную относительно симпли-

цпального

комплекса

на Jp. Если

пространство G\SQ

компактно

и группа

G не имеет

эллиптических

элементов, то такая

изогения

на самом деле является изоморфизмом, и притом частным случаем хорошо известного изоморфизма Хопфа, Эйленберга, Маклейна и Эккмана. Таким образом, наша цель состоит в том, чтобы модифи­ цировать стандартные соображения и избежать трудности, возни­ кающие в связи с параболическими и эллиптическими элементами группы G .

Пусть {е*, . . ., 8Г } — множество представителей эллиптических элементов группы G , т. е. такое минимальное мноя^ество, что каждый эллиптический элемент группы G сопряжен в G с некоторой степенью какого-нибудь 8;. Пусть ej — порядок элемента е7- и Е — наимень­ шее общее кратное чисел el t . . ., ег . Положим Е — 1, если мно­ жество {SJ} пусто. Пусть <§* — объединение полуплоскости <Q и параболических точек группы G . Пусть с4 , . . ., ст — точки факторпространства G\^g*, соответствующие параболическим точкам группы G . Возьмем малый открытый круг D H HaG\§*, содержащий

§ 8.1. ГРУППЫ КОГОМОЛОГИЙ ФУКСОВЫХ

ГРУПП

275

ch и такой, что замыкания всех таких кругов Du

. . ., Dm

попарно

не пересекаются. Например, если оо — параболическая точка груп­

пы G , соответствующая точке ch,

круг Dk

можно выбрать как

образ

множества {z £ jg* | Im(z) > у}

для подходящим образом взятого у,

как это делалось в

§ 1.3. Пусть

^ 0 — прообраз множества G\!Q* —

т

 

отображения

> - G \ $ Q * . Мы

строим

— ( U Dk) относительно

симплициальный комплекс

К на пространстве £ 0 так, чтобы выпол­

нялись следующие

условия:

 

 

 

(8.1.5) каждый элемент группы G индуцирует симплициалъное ото­ бражение комплекса К на себя;

(8.1.6) неподвижная точка преобразования е;- на полуплоскости § является О-симплексом комплекса К; мы будем обозначать ее через dy,

(8.1.7) существует 1-цепъ th комплекса К,

 

отображающаяся

на

 

 

границу

круга

Dh;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.8)

существует

фундаментальная

область

факторпространства

 

G\$Q0,

 

замыкание

которой

состоит

из конечного числа

сим­

 

 

плексов

комплекса

 

К.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Такой комплекс К можно построить, взяв, например, фундамен­

тальную область

для

$$*IG,

как

в

доказательстве

теоремы

2.20,

и

сдвинув

части,

соответствующие

кругам

Dh.

 

 

 

 

 

Пусть (Ai,

д,

а) — цепной комплекс с коэффициентами в кольце

R

, полученный из К,

с обычным граничным оператором д и (единич­

ным) пополнением

а,

определенным

равенством

 

 

=

S SJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

i

для Sj 6 R и 0-симплексов

p j . Так как пространство

, § 0

гомеоморфно

евклидовой

плоскости, мы

получаем точную

последовательность

(8.1.9)

 

 

 

 

0 - > 4 2 ^ 4 , - t

i 0 A n ^ O .

 

 

 

 

В

силу

условия

(8.1.5)

группа

At

превращается

в

Д[(7]-модуль,

и оператор д коммутирует с действием кольца

R

[ G

] .

В силу

утвер­

ждения

(8.1.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.10)

 

 

dtk

= nk(qh)

 

— qk

 

= 1,

. . .,

т)

 

 

при некотором 0-симплексе qh и некотором элементе nh из Р. Таким образом, каждый параболический элемент группы G оказывается сопряженным с некоторой степенью одного из nh. Положим Q =

Пусть

А1(Х)

— модуль

R[G]-линейных

отображений группы

At

в X я оператор д: А1(Х)

—>• А1+ЦХ)

определяется равенством ди =

ид

для и dA'(X).

Пусть

Aq(X)

— подмодуль, состоящий из всех таких

элементов

и группы

Аг(Х),

что

u(th)

£ (nh 1)Х для любого

к.

18*

276

ГЛ.

8.

ГРУППА КОГОМОЛОГИЙ

Положим

 

 

 

 

 

Z\K,

X)

=

е А\Х) | ди = 0},

 

В\К,

X)

=

М * " 1 ^ ) ,

щ к , х) = z1^, z) п ^Ь(^).

 

Щ(к,

X )

=

дАЬ(Х),

 

 

 

 

х) = z°(ff, х),

 

 

 

 

Н})(К,

X)

=

Z ^ Z ,

 

Х)1В\К,

X),

 

 

 

Н Ь ( К ,

X)

 

= Z \ K , Х)/ВЦК,

X).

 

 

Заметим, что в силу (8.1.10) В\К,

X)czZ1Q(K,

 

X).

 

ПРЕДЛОЖЕНИЕ 8 . 1 . Для

 

i-—0,

1,

2 существует

R-гомоморфизм

g{ из НЪ(К,Х)

в Hi,(G,X)

 

и

R-гомоморфизм

f из

HlQ{G,X)

вH Q ( K , X), для которых

(тождественное отображение^

 

 

 

* ' ° ' '

=

^ г р у п п ы

HlQ(G,X)

 

 

 

)

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(тождественное

отображение \

 

 

 

 

 

 

f

°gl=lE'{группы

 

 

 

HQ (К,

X)

 

 

J

 

'

 

 

В

частности,

если

R

— поле,

характеристика

которого

равна 0

или взаимно

проста

с

Е, то

группа

 

HQ (G,

X)

изоморфна

группе

H'Q

(К,

X).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Рассмотрим

сначала

хорошо известный

цепной

комплекс

( М г ,

д,

а),

состоящий

из

следующих

частей:

(8.1.11)

Mi

для

любого

целого

i ^

0

представляет

собой

свободный

 

 

R-модулъ,

порожденный

всеми упорядоченными

множествами

 

 

0 ,

с*!, .

. ., at]

из

i +

1

элементов группы

G;

 

 

(8.1.12)

оператор

д: Mt-^-

 

 

задается равенством

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д[а0,

 

. ..,

а,-]=

S

(l ) v

[ a 0 ,

.. .,

a v - i . a v + 1 ,

. • ., ccj];

 

 

 

 

 

 

 

 

v = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.13)

a ( S b v [ a v ] )

=

S b v

 

для

^\bv[av]eM0,

 

 

b4eR;

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

V

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.14)

группа

G

действует

на

модуле

Mt

no

правилу

р[а0 , . . .

 

 

. . .,

а г ]

= [ра 0 ,

. .

,

8 а г ] .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хорошо

известно,

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.15) .. .^M2-^Ml-^M0-^R-^0

 

 

 

 

 

 

точная

последовательность.

Обозначим

через

 

Мг{Х)

 

модуль

всех

 

7/?[(3]-линейных

отображений

из

Mt

в X

и

определим

оператор

д:

Мг(Х)

-*• Mi+1(X)

 

равенством

§ 8.1. ГРУППЫ КОГОМОЛОГПЙ ФУКСОВЫХ ГРУПП

277

ди = ид. Для каждого и £ Cl(G, X) положим

и ([о0 , . . . , at}) — C6Q• и (a^cci, о^осз, • • •, аТДа;).

Тогда отображение и t-> и задает некоторый Д-изоморфизм группы

С*(б, X ) на группу М\Х)

и

3U =

ди.

 

 

 

Определим

теперь

такое

R-линейное

 

отображение /: At^y

Mt,

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.16)

af =

Еа, fd

=

df,

 

fa

=

af

(a

£ G),

 

 

 

 

 

.j-i

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.17)

/ (dj) =

(E/ej).

S

[ej]

 

(j =

1, . . . ,

r ) ,

 

 

 

 

 

v = o

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.18)

f(th)

=

£ - [ 1 ,

я к ]

 

=

1,

. . .,

те).

 

Такое отображение / можно получить стандартным образом индук­

цией по i (при этом нужно следить за элементами dj и tk).

Действи­

тельно,

определим сначала

f(dj) по формуле (8.1.17) и

положим

f(a(dj))

= af(dj) для всех a

£ G. Далее, возьмем конечное множество

S0 О-симплексов с таким расчетом, чтобы каждый О-симплекс, отлич­ ный от эллиптических точек группы G, можно было записать в виде

а(р) при единственном р £ S я единственном a

6 G. Включим

точки

qh, удовлетворяющие равенствам (8.1.10), в множество S0-

После

этого положим f(a(p))

= Е Ла] для

всех

а £ G и всех р

£

S0.

 

 

Аналогично

фиксируем

конечное

множество

St

г-симплексов

(i = 1, 2) так,

чтобы

элементы a(s)

для

всех

a

£ G и

всех

s

£ St

образовали свободный Л-базис в At.

=

Включим

точки

tk

в

5 t .

 

Оче­

видно, что af =

Еа. Поэтому

af(ds)

0 для каждого s £

В

силу

(8.1.15)

можно

определить

элемент

f(s)

так,

чтобы

3/(s)

=

 

f(ds).

В частности, мы можем положить

 

/(2Й)

= £ - [ 1 ,

я ь ] ,

 

не

приходя

при этом

к противоречию. После этого мы полагаем,

что f(a(s))

=ccf(s) для каждого а £ G. Далее, для s £ Sz справедливо равенство

df(ds) = 0; следовательно, можно определить f(s) так, чтобы df(s) =

=f(ds), согласно (8.1.15). После этого мы полагаем /(a(s)) = a/(s).

 

Произвольному элементу

и 6

 

X) поставим

в соответствие

элемент

w группы Аг(Х)

с помощью

равенства

w =

и ° /. Если

и 6

6

Cp(G,

X),

то

u>(2fc) =

E-u(nk)

6 (яь — 1)Х;

следовательно,

и £

6

. ^ ( Х ) .

Кроме

того, легко

видеть,

что соответствие u*-*-w

ком­

мутирует с

д и

поэтому

определяет

гомоморфизм р

из # Q (G, X )

в Н% (К,

X).

 

 

 

 

 

 

 

 

С помощью аналогичных соображений можно определить Л-ли-

нейное

отображение

 

g:

Mt^-Ai,

 

удовлетворяющее

следующим

условиям:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.19) ag = a, gd

=

dg,

ga

=

ag

(a 6

G),

 

(8.1.20)

g([l,

nk]) =

tk

+

( я й

l)&h,

где

bh — такая

1-цепъ, что

 

dbk

= Po —

qk.

 

 

 

 

 

 

278

ГЛ. 8. ГРУППА КОГОМОЛОГИЙ

Вэтой ситуации р0 — фиксированный О-симллекс в S0. Для

определения отображения g положим сначала

g([a]) = а(р0)

для

всех

a

£ G,

а

потом определим g([l,

а])

так, чтобы dg([i,

a]) =

=

сс(ро) — Ро, и положим

g([a, В]) =

g([l,

сс _ 1 Р]).

В

частности,

эле­

мент

g([l,

 

лк])

можно

определить,

как в (8.1.20). Поскольку

dg(d[l,

 

а,

Р]) =

0,

элемент

g([l,

а,

PJ) можно

определить

так,

чтобы

dg([l,

a,

Р]) =

g(d[l,

a, p])

в

силу

точности последователь­

ности

(8.1.9). Положим g([a,

р, у])

= a g ( [ l , a _

1

p ,

а - 1 у ] ) .

 

 

 

Произвольному элементу х 6 АГ(Х)

поставим в соответствие такой

элемент

у

£ C'L(G, X),

 

что

у

= х о

g.

Если

х £ AQ(X),

то

у{лк)

=

=

у([1,

лк])

=

x(th)

+

к

l)x{bk)

 

£ ( я й — 1)Х

 

и,

следовательно,

у £ CQ(G,

X ) . Кроме

того,

легко проверить,

что соответствие х\—*-у

коммутирует с действием оператора д и, следовательно, определяет

некоторый гомоморфизм gl группы

H Q ( K ,

X )

в

H Q ( G ,

X ) .

 

 

Построим теперь /?-линейное отображение U: М"г ->- Mt+i,

обла­

дающее

следующими

свойствами:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.21)

Ua

=

aU

(a

 

б G ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.22)

fog

E-(тождественное

отображение)

=

dU

+

 

Ud,

 

 

(8.1.23)

J7([l,

nk))

6 ( я к -

1 ) M 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сначала

 

заметим,

что

f(g(x))

=

Ex

для

а: £ M 0 .

Полагая

(7 = 0

на

М0,

мы видим, что на М0

условие

(8.1.22)

выполняется.

Пусть

a

произвольный элемент группы G, отличный от лк.

В силу равен­

ства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З И П ,

 

а]))

-E[l,a]}

 

=

f(g(d[l,

а]))

-

£<3[1,

а]

=

0

 

мы можем, используя (8.1.15), определить элемент U([l,

а])

так,

чтобы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дЩИ,

 

a])

=

/ ( g ( [ l ,

а])) -

 

 

о ] .

 

 

 

 

 

Если а

=

лк,

 

то элемент U([l,

а]) следует выбрать несколько иначе.

Так как df(bk)

=

0, можно найти

такой элемент пк

в М2,

 

что

 

=

= f(bh).

и

Положим

U([l,

лк])

=

к

1)пк.

 

Согласно

 

формулам

(8.1.18)

(8.1.20),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

№ .

 

 

 

-

Ш ,

я ^

=

(Як -

1)/(Ьк )

= дЩИ,

я ^ ) .

 

 

Положим

(7([a,

р]) =

 

aU{[\,

а _ 1 р ] ) .

Тогда

равенство

(8.1.22)

вы­

полнено

на Mt.

Далее

мы должны определить

элемент

U([l,

а,

р])

так,

чтобы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дЩИ,

а,

р])

=

f(g([i,

a,

pi))

-

E l i , a,

Р] -

Щд[1,

 

а, Р]).

Осуществить это возможно потому, что граница цепи, стоящей в пра­ вой части, равна 0. Полагая U([a, Р, у]) = a t 7 ( [ l ~ \ р, a _ L y I ) . мы получаем требуемое отображение U.

 

 

 

 

§ 8 . 1 .

ГРУППЫ КОГОМОЛОГИЙ ФУКСОВЫХ ГРУПП

 

 

279

Пусть

 

х £ Z L

(

G , X).

 

Тогда

существует такой элемент у группы

CL~1(G,

X),

что

y=*x°U.

 

 

В

силу

формулы*

(8.1.22)

xofog

— Ex

=

ду.

(Если i ^ 1, то

у = 0.)

Если i =

2,

то

 

 

 

 

y(nh)

=

x(U([l,

nh\))

=

( n h

i)x(nh)

6 ( я ь — 1)X;

 

 

следовательно, у

£ C Q ( G ,

X).

Это говорит о том, что g1 о f

=

Е «(тож­

дественное отображение) для i = 0, 1, 2.

 

 

 

 

 

Аналогичным

 

образом

мы

получаем Д-линейное отображение

У: ^ j - ^ ^ l i + i ,

обладающее

следующими свойствами:

 

 

 

(8.1.24)

Уа

= а У

(а'и € G),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.1.25) go /

Е-(тождественное

отображение) = ЗУ +

УЗ,

 

(8.1.26) V(th) = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так

как

 

a°g°f

 

= E-a,M&

А0,

мы

можем определить

для

s

£ <$о

элемент

y(s)

так,

чтобы

 

ЗУ(я) = g(f(s))

— Es.

В

частности,

можно

положить

V(qh)

=

Ebh.

Что

же касается элементов dj, то возьмем

1-цепь hj

на Ai

так, чтобы 9 ^

= рп

— d}, и положим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V(dj)

 

=

(E/ej).

2

e j ( ^ ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v=0

 

 

 

 

 

 

Тогда можно считать, что V(a(p)

=

аУ(р) для а £ (? и для произ­

вольного

 

0-симллекса

 

не приходя к противоречию. Проводя

построения, аналогичные применявшимся при конструкции отобра­

жения U, мы определим отображение

У на множествах Si и Sz

так,

что

окажется

выполненным

условие

(8.1.25), и положим V(a(s))

=

=

aV(s) для

а £ G , s £ St.

Выбор

отображения У, обладающего

свойством (8.1.26), возможен в силу формул (8.1.18) и (8.1.20).

Заметим, что У =

0 на

Аг.

 

 

Пусть и 6 Zl(K,

X).

Тогда и о / о g — Ей =

д(и ° У). Если £ = 2,

то ы(У(^)) = 0; следовательно, и ° У £ ^4Q ( X ) .

Это доказывает

равен­

ство /* о g - ' == Е -(тождественное отображение)

и завершает

доказа­

тельство предложения 8.1.

 

 

 

 

 

 

 

На самом деле изоморфизм групп

H Q ( G ,

X) и HQ {К,

X)

можно

выявить сразу. Действительно, если w 6 Z ° ( K ,

X),

то w(p)

не зависит

от р.

Поэтому yw(p)

= w(y(p))

= w(p)

для всех у £ G и,

следователь­

но,

w(p)

£ XG

= HQ ( G , X).

Обратно, любой

элемент

из

Xе

соот­

ветствует некоторому элементу группы HQ (К,

X).

Таким

образом,

группа

H°Q(K,

X)

всегда изоморфна

группе Н% =

HQ

(G,

X).

 

ПРЕДЛОЖЕНИЕ 8.2. Пусть Y есть R-подмодулъ модуля X, порож­ денный элементами (а — 1)Х для всех а £ G . Тогда группа HQ (К, X) изоморфна факторгруппе X/Y.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ