Файл: Хирцебрух Ф. Топологические методы в алгебраической геометрии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 118

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Над комплексным многообразием V рассмотрим пучок і ростков гладких форм типа р, q.

Оператор d на дифференциальных формах многообразия V может быть записан в виде суммы

d = д + д,

где д — дифференцирование по переменным z, д — дифференциро­ вание по переменным Z.

Имеем

дд = дд = дд + аа = 0.

Оператор д отображает всякую форму типа (р, q) в форму типа (p,q-\-\) и индуцирует поэтому гомоморфизм пучков

Ядро гомоморфизма д: $ Р . ° — 1 есть Q(XPT)— пучок ростков голоморфных р-форм. Действительно, для формы типа (р, 0) обра­ щение в нуль под действием д эквивалентно голоморфности. С по­ мощью вложения Q(KPT) В 9ІР'0 И гомоморфизмов д получаем следующую последовательность пучков над V:

 

 

0-+&(ХРТ)-*%Р-°->%Р-Х-+

 

. . . ->%"•"-+

. . . .

(4)

 

Как только что показано, эта последовательность точна в своем

начале. Впервые

доказанная

Г р о т е н д и к о м

«лемма

Пуанкаре»

утверждает, что

вся

последовательность

(4) точна (см. К а р т а н

[4],

Д о л ь б о

[1]).

 

комплексно-аналитическое

 

 

 

 

 

Пусть

теперь

задано

 

векторное

рас­

слоение W над V со слоем Сг . Рассмотрим гладкое векторное рас­

слоение

W <8> №Т <8> №Т,

и обозначим пучок ростков гладких се­

чений этого

расслоения

через 91P-9(U7). Имеем

(1) =

ЩР- Я.

Сечения

пучка %т>. i(W),

т. е. гладкие'сечения

векторного расслое­

ния

W ® №Т

® XT,

называются

гладкими

 

дифференциальными

формами

(кратко: формами)

типа

(р, q)

с коэффициентами

в W.

Положим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л Р ,

9 ( Г ) = Г(У, Щ"-'(№))-С-модуль глобальных

форм

типа

 

 

 

 

 

 

 

 

(р, q)

с коэффициентами

в W,

 

Ар' q = Ар' 4(I) — С-модуль обычных глобальных форм типа (р, q).

Локально форма типа (р, q) с коэффициентами в W может рассматриваться относительно локального представления W в виде прямого произведения Ui X Сг как набор г обычных локальных форм типа (p,q). На таком наборе г форм действует д. Так как преобразование от одного локального представления Ui X Сг


к другому Uj X Сг является голоморфным отображением U{ Г] Uj в CL(r, С) и так как д равен нулю на голоморфных функциях, то операция д не зависит от выбора локального представления. По­ этому д индуцирует гомоморфизм пучков

д: %Р-"(№)->%"•

4 + 1 (W),

'и из точной последовательности (4) следует сразу же, что точна последовательность

0->Q(W ®Xpf)^%P-U(W)-+%P'L{W)^...

-+KP-G(W)-^

. . . .

(6)

Пучок ростков гладких сечений любого векторного расслоения над V является тонким пучком (см. 3.5). Этим показано, что (6) является тонкой резольвентой для пучка Q(WG$>№T), и из тео­ ремы 2.12.1 вытекает следующая теорема.

 

Т е о р е м а

15.4.1

(Дольбо — Серр).

Комплексное

векторное

пространство

HP>I(V,W)

естественным

образом

изоморфно

q-u

группе

когомологий

д-резольвенты

(6), т. е.

 

 

 

 

 

 

HP'Q{V,

 

W)^ZP'Q{W)ld{AP-Q-\W)),

 

 

 

(7)

где

ZP'Q(W)

обозначает модуль

тех глобальных

форм

типа

(р, q)

с

коэффициентами

в

W, которые обращаются

в нуль

под

дей­

ствием

д.

 

 

 

 

 

 

 

 

Из этой теоремы немедленно следует, что группы когомологий HP'4(V,W) равны нулю, если р или q больше, чем комплексная размерность многообразия V.

До конца

этого параграфа

будем

предполагать,

что V

ком­

пактно. Пусть

п = dim V.

 

 

 

 

Рассмотрим двойственное к W векторное расслоение W*. Тогда

естественным

образом

для

a^AP^(W),

$^AR~S(W*)

можно

определить произведение а Л р, которое

лежит в ЛР+г> e+s (l).

Для

W — 1 речь идет об обычном внешнем произведении форм. Это

произведение обладает

свойствами

 

 

 

д (а Л Р) = да

Л Р +

( - 1 ) Р + "

а Л ар,

а Д Р ^ - і Г ^ Р Л а .

 

Для г = п — р и s = n—-q

имеем

а Л р є

Ап>"(1)

интеграл

 

 

 

і (а,

р) = J

а Л Р.

 

( 8 )

и определен

v


Если

а

ду,

y<=AP'i-l(W)

 

и если,

далее,

<Эр =

0,

то

из

(8)

и

теоремы

Стокса следует,

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i(a, р ) = J

d ( Y Л Р) =

J d ( Y A 8 ) = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично

i(a, В) = 0

для

$ = ду,

у є АП~Р'

«-«Н

 

и

da

=

0.

 

 

Билинейная форма і индуцирует поэтому в силу

(7)

спарива­

ние

HP'i(V,W)

 

И #"-*>."-«(У, W*)

 

со

значениями

в С. Таким

об­

разом,

для

а<= HP-V(V,W)

 

 

И ^ ^ "

 

- « ( У ,

№*)

определено

чис­

ло

 

i(a,b),

 

которое

зависит

только

от

а и

b;

i(a,b)

линейно

по

а

и

по Ь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кодаира

распространил

теорию

гармонических

форм на формы

с коэффициентами в W. Введем в

 

W произвольную

(фиксирован­

ную) эрмитову метрику. Этим (15.3с) индуцируется

изоморфизм

Т^Т*.

Этот

изоморфизм

и

теорема 3.6.1

дают изоморфизмы

 

 

ХРТ<%№^

 

 

ХРТ ® ХПТ* ® ХПТ ® Я ' Г а*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г* Г _ Р Г ® Я , Я " ' Г == А , П ~ ' Г ® Я " ~ Р Г .

В результате получается

оператор

двойственности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*: ХРТ ® XqY->XN-QT

® Я / ^ Г -

 

 

 

 

 

 

 

Изоморфизм

** расслоения Я*>Х ® А,«Т на себя

есть умножение

на

(—1)Р+Я.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Редуцируем

теперь структурную

 

группу

векторного

расслоения

W к унитарной группе, и получим тем самым эрмитовы антиизо­

морфизмы

(ср. 15.3с)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть

х — сопряжение,

являющееся

антиизоморфизмом ХТТ ® XST

на

Х8Т®)7Т.

 

Положим

#

= г|)®(х*)

и #

=

-ф—1

® (и *),

и

полу­

чим

антиизоморфизмы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

#:

W ® Л Т ® JJT -* W

® Г ~ Р Г ® ХП~"Т,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# :

Г *

® A T

®

Л^Г ->

 

®

Я г е - г

Г ®

Л " ~ * Г .

 

 

 

 

 

Для

г = п — р

и

s = n — q изоморфизм

# #

есть

умножение

на

( - 1)"+' .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

#и # индуцируют антиизоморфизмы соответствующих пучков

#: %р-4(W)-*%n~p'n~q(W*), #: %r-s(W')-+%n-r-n-s(W).

Так как расслоения W и W* комплексно-аналитические, то имеем гомоморфизмы пучков

д: %p'q{W)-+%p-q+x(W),

д: Яг-s (W*) - > s + 1 ( I T ) .



 

Положим

 

 

 

 

 

 

 

_

 

 

 

 

 

 

 

и получим

гомоморфизм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф:

 

 

%P'Q(W)->%P'Q~L{W).

 

 

 

Если

а, р є

А"'4

(W) —- глобальные

формы

типа (р, <?) с коэффи­

циентами в W, то можно

 

ввести их скалярное

произведение

 

 

 

 

 

 

(а, р) =

ф , # р ) = | а Л

#

 

р.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

(а, а) ^

0

и

(а, а) =

0' тогда и

только

тогда, когда а = 0.

По отношению к этому скалярному произведению

•& и д — сопря­

женные

операции:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(а, Щ

= (да, Р),

 

O G ^ M

(W),

 

р є= Л р ' ' _ 1

(9)

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(а, *Р) =

-

j t x A # # a # p

= ( - l ) p

+ ?

+

I

| а Л а # р .

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(da,

Р) -

(а,

Щ

=

J

(За

Л

#

Р + ( - 1 ) Р + Ч

а

Л

а

#

р) =

 

 

 

 

 

 

у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= | д ( а Л # Р ) - J d ( a A # P ) = 0

по

теореме

Стокса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наконец,

определим

комплексный

оператор

Лапласа — Бель-

трами

=

 

+

dft,

который отображает

AP-I(W)

В себя. Под­

пространство тех элементов а из AP>I(W),

 

для которых П а = О,

обозначим через

В Р ^ ^ ) .

 

ЭТО подпространство

комплексно-гар­

монических

форм.

Из

(9)

следует,

как обычно,

что Па = 0 тогда

и только тогда,

когда

•Оа =

да = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методы теории гармонических интегралов показывают, что

AP'<I(W)

 

является

прямой

суммой

трех

попарно

ортогональных

относительно введенного скалярного произведения векторных про­ странств

 

Ар- q (W) = дА"'9

- 1 (W) © ЪАР- q + X

(W)

ф ВР- "-(V, W).

Отсюда

следует,

что

ZP' 4 (W) = дАр' ч~1

(W) © ВР' Q (V, W), и, на­

конец,

по теореме 15.4.1

 

 

 

HP'Q(V,

W)s*Zp'q(W)ldAp-4-\W)s*Bp-q(V,

W). -

Из того факта, что • является эллиптическим дифференциальным оператором на компактном многообразии, Кодаира выводит, что