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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 70

Скачиваний: 1

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

где z, p't и р" — независимые пе-ременные, влечет тождество

оо

 

 

 

 

 

 

 

2 K/(Pl, р2,

Pj)z'

=

 

 

 

 

 

оо

 

 

оо

 

 

 

= 2 К,(Р[,

р'2,...,

РОг' 2

*,К,

Р?. • • •. РЛг/.

(4)

Для краткости

положим

 

 

 

 

 

/

оо

\

оо

 

 

 

 

к

2 Р ^ (

= 2 / С / ( Р „

•••»

Р / ) ^ .

 

 

\/=о

У

/=о

 

 

 

Это сокращенное обозначение мы будем использовать как в слу­ чае, когда Pi рассматриваются как независимые переменные, так и в случае, когда этим переменным приданы определенные зна­ чения.

Степенной ряд

(1 +

г) =

2

м ' ,

 

где

 

 

 

 

Ь 0 = 1 , &» =

К,(1,

0,

. . . .

0)«=Я,

мы будем называть характеристическим степенным рядом мульти­ пликативной последовательности {Kj}.

Нам будет удобно ввести в рассмотрение формальные разло­ жения вида

m

 

l + p l 2 + . . . + р т 2 т = П ( 1 + М ) -

( 5 J

i=\

 

Иными словами, переменные р,- мы будем рассматривать как эле­ ментарные симметрические функции некоторых новых переменных Рь . . . , pV. Тем самым кольцо 33 будет кольцом всех симметри­ ческих многочленов от переменных р,- с коэффициентами в В.

Следующие две леммы полностью описывают все возможные мультипликативные последовательности.

Л е м м а

1.2.1.

Мультипликативная

последовательность

{Kj}

однозначно

определяется

своим характеристическим степенным

ря­

дом

Q(z) =

K(\+z).

 

 

 

 

.

Д о к а з а т е л ь с т в о .

В виду соотношений

(3) — (5) имеем

m

 

 

оо

 

 

 

 

2 / ( / ( Р і

Рі)г'+

2

КіІРи ....

pm, 0

0)г' =

 

m

= I l Q ( M ) . ( 6 J


Следовательно, при / ^ m каждый многочлен Kj однозначно опре­ делен (как симметрический многочлен от Pi, а потому и как мно­ гочлен от р\ pj). Это верно для любого пг, откуда и следует наше утверждение.

Л е м м а

1.2.2.

Для

любого

формального

степенного

ряда

 

оо

 

 

 

 

 

 

Q(z) =

biz1

с b0

= 1

и ЬІ^В

существует

мультипликативная

 

1=0

 

 

 

 

 

 

последовательность

{Kj},

характеристическим

степенным

рядом

которой

служит ряд

Q(z).

 

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Рассмотрим в произведении

 

m

коэффициент при zh Этот коэффициент симметричен по Pi и по­

тому

является некоторым многочленом K{^\pv

Pj)

от

pi

(имеющим, очевидно, вес / ) . При этом ясно, что при m^j

мно­

гочлен

/С/т ) не зависит от т.

Положим Ki—K^

при

т ^

/.

Легко

видеть, что {Kj} и будет

искомой мультипликативной

после­

довательностью. Действительно, так как по построению имеет ме­ сто тождество ( 6 т ) , то свойство мультипликативности (4) выпол­ нено в случае, когда для больших значений і переменные р\ и р'[ заменены нулями. Но тогда оно, очевидно, выполнено и всегда. Наконец, соотношение (6 т ) при т = 1 показывает, что /C(l-J-z) =

=Q(z).

Таким образом, согласно леммам 1.2.1 и 1.2.2, между мульти­ пликативными последовательностями и формальными степенными рядами со свободным членом, равным единице, имеет место есте­ ственное взаимно однозначное соответствие. Например, мульти­ пликативной последовательности {pj} соответствует ряд 1 -f- z.

1.3. Удобно переформулировать результаты п. 1.1

и

1.2 в

дру­

гих переменных. Заменим р,- на

с,,

переменную

z

на

х,

а корни Pi

в ( 5 т )

на

YfДве системы переменных

свяжем

между

собой

соот­

ношениями

с0 =

ро =

1, z — х2

и р, =

у2г

Другими

словами,

вве­

дем соотношения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оо

 

/

оо

 

\

/ ОО

 

\

 

 

 

 

z = x\

ЪрЛ-z)1^

2 <?,( - *)'

2

с,*'

.

(7)

 

 

 

<=о

 

\/=о

 

/

\ і = о

 

/

 

 

Имеет место очевидная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л е м м а

1.3.1. Пусть {Kj{p\,

 

Pj)} — произвольная

мульти­

пликативная

последовательность,

и

пусть

Q(z)

— ее

характеристи­

ческий

степенной

ряд.

Рассмотрим

мультипликативную

 

последова-


тельность {Rj(ch

 

Cj)},

отвечающую

степенному

ряду

Q(x) =

— Q(x2).Тогда

соотношение

(7)

выражается

 

формулами

 

 

 

 

 

K/(Pi,

• • •, Рі)

=

К2і(си

c2j),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 = / W c >

 

 

w

 

 

 

 

В

частности, степенному

ряду

1 +

х2 отвечает

мультипликатив­

ная

последовательность

1,

0, ри

 

О, р2, ... .

 

 

 

 

 

 

Заметим, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р\ = — 2

+

с2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р2 = А 3С1 + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рз = - 6 + 5С1 ^ 4С2 + 4-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4.

Пусть

Q (z) =

2

biz1

произвольный

степенной

ряд

 

 

 

 

 

 

2=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ь0=\

и bt ^ В). Рассмотрим формальное

разложение

 

1 +

Ьхг

+ &2 z2

+ . . .

+

bmzm

=

(1 +

(1 +

р£2 ) . . .

(1 +

И .

(8)

Пусть,

как обычно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— симметрическая

 

функция

от

 

являющаяся суммой

всех по­

парно

различных

одночленов,

получающихся

из

одночлена

(Pi)'1

(К)'2 • • • (К)

всевозможными

перестановками

переменных р{,

$'2,

 

Р,- Число

слагаемых

в

этой

сумме

равно

ml/h,

где h —

число перестановок

переменных

р[, Р2 , • • • > Рт» оставляющих

инва­

риантным одночлен

(р[)7' (Р2 )/ 2

. . . (р'т)'г-

Из наложенных

в (9) усло­

вий

на

показатели

j u

/2 ,

 

 

/ г

непосредственно

вытекает,

что

симметрическая функция

2(pQ? i ( р ^ 2 . . . (Р^)/ г является

 

многочле­

ном

от

bt веса k с целыми коэффициентами.

Этот многочлен не

зависит

от пг, и мы будем

обозначать

его символом 2(/,, /2 ,

/ г ) .

Следующая лемМа позволяет упростить явное вычисление

многочленов

мультипликативных

последовательностей.

 

 

 

Л е м м а

1.4.1.

Пусть

мультипликативная

 

последовательность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оо

 

 

 

{К](ръ

р/} отвечает

степенному

ряду

Q(z) =

2 6(-2г.

Тогда

коэффициент

при PjPf2

• • • Р,- в многочлене Kk{j{

> / 2 >

•••

> Ь

21/*=*) Р«бен

 

 

/2 ,

 

j r

) ,

 

 

 

 

 

 

 

 


Это легко

вытекает

из соотношений (6) и (8). Провести

под­

робное доказательство мы предоставляем читателю.

 

 

 

Например,

коэффициент

pk

в

многочлене K,k

равен

sk

=

I,(k):

s 0 = l ,

bt,

s2=

— 2b2+b2l,

s3 = 3b3~3b2bl

+

b\

и т.

д.,

а коэффициент

при

р\

в

многочлене K2k

равен

2 (A,

k)=*

Числа sA могут быть вычислены с помощью формулы Коши:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оо

 

 

1 -

г ±

log Q (г) =

Q (г) £

( ^ )

= J ( - 1 / S / Z ' .

(10)

 

 

 

 

 

 

 

 

/=о

 

1.5.

Изучим

теперь (в

этом пункте и в следующих п. 1.6—1.8)

некоторые

специальные

мультипликативные

последовательности,

используемые ниже в этой книге.

 

 

 

 

В первую очередь рассмотрим

степенной

ряд

 

 

 

 

 

 

 

сю

 

 

 

 

 

Q ( z ) e j£*

=

1 +

V

( . _ !)* - !

 

B K Z \

 

 

 

* w

th

 

 

i S

<)'

 

где B A

— числа

Бернулли

(в тех

обозначениях,

при которых Bk

> 0

и ф -j для всех k):

 

 

6

6 -

Й 6 — 2730 '

Й

7 —

6 '

 

°

8 ~

510 *

 

Кольцом

коэффициентов

В

мы

считаем здесь

поле Q рациональ­

ных

чисел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мультипликативную

последовательность,

отвечающую

степен­

ному

ряду

Q(z),

мы

будем обозначать символом

{Lj(pu

р,)}.

Используя лемму 1.4.1,

можно

вычислить

первые

несколько мно­

гочленов

Lf.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L \ =

jPu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L 2 = l 5 ( 7 Р 2 - P%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L 3 = 3 ^ 1 7 f ( ^

з -

^ .

+

адЗ),

 

 

 

 

 

 

 

^4 =

з г г ^ т у ( 3 8 1 P 4 -

71p3 Pi -

19p22

+

22Рзр\

-

 

Зр}),

 

 

L s =

3 ».5»'.7.U (

5 1

~

Э 1 9 / ^

-

3 3 6РзР 2

+

2 3 7 Р з Р і +

 

+1 2 7 / 7 ^ - 8 3 ^ + 1 0 0 ? ) .