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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 97

Скачиваний: 1

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

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Yd =

с

( 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 =

1 . . . 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 + 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



действовать

на

М.

Тогда

М/Т

будет

 

[i-листным

накрытием

 

для

У =

М/А,

и

из

теоремы

 

Римана — Роха

 

следует,

что

Ху(М/Т)

=

= ІіуіУ(У).

В

силу

теоремы

22.3.1

и

упомянутых

выше

равенств

%(М')=

1 и с =

х(М)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%у(М/Т)

 

=

Пу(У)

=

 

 

п(У)Ху(М')

 

 

 

 

 

 

 

где

%(У)>0,

 

если

п четно,

и х ( ^ ) < 0 ,

если

п

нечетно. В

частно­

сти, если М есть произведение

многообразий

из списка

(5),

то п

четно

и т ( М / Г ) =

\аі{У)х{М')>

x(Y)->0,

 

 

т ( Л І ' ) > 0 .

Этим

спосо­

бом можно строить алгебраические многообразия М/Т

со

сколь

угодно большим

индексом.

 

 

 

 

 

 

U ( 3 ) / U ( 2 ) X U ( l ) =

Р 2 ( С ) .

Первый пример получим, взяв М' =

В этом случае

%{М')=

 

 

1 и

М

совпадает

с

открытым

единичным

шаром

В 2

cz С2 . Таким

 

образом,

существуют

алгебраические

по­

верхности

М/Т

 

со

сколь

 

угодно

большим

индексом. Это

опровер­

гает

одну

 

гипотезу

Ц а ' п п ы

 

[1].

Подробности

можно

 

найти

у А. Б о р е л я

[4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теоремой 22.3.1 можно воспользоваться также для вычисления

целых

чисел

ПГ (М, Л). Ввиду

(3)

предположим

г ^

2.

Для

про­

стоты

пусть

М — неприводимая

ограниченная

однородная

симмет­

рическая область. Тогда

М — одно

из

многообразий,

 

перечислен­

ных в

(4). Значения для Ur(M,

А) были

подсчитаны

Х и р ц е б р у -

х о м

[4, 5]

с

помощью

формул

для

%(-М', (Км'У)- Последние

могут

быть

найдены

с помощью

теоремы

 

Римана — Роха

 

и

связаны

с формулами

Г. Вейля

 

о

степенях

неприводимых представлений

( Б о р е л ь

и

Х и р ц е б р у х

[1]).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ для

 

каждого

случая

следующий:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I)

Tlr(M,

 

A) =

( - l ) /

" ? x ( W A ) n

r{p + q) — i — i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p+q-i—j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

произведение

берется

по

всем 0 ^

 

і ^

р 1,

1 ^

/ ^

q.

 

 

II)

Ur(M,

 

Д) =

( - 1 )

T P ( P - I >

%(М/А)П

2 (г - l ) ( p -

 

+ i + j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і + І

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

произведение

берется

по

всем

0 ^

і <с j ^

р 1.

 

 

 

 

 

 

III)

ПДМ,

Д) =

 

і 1

 

 

Х(М/А)11

2 ( л - 1 ) ( р + 1 ) + / + /

 

 

( - 1 )

 

 

 

 

 

 

i + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

произведение

берется

по

всем

0 ^

 

і ^

 

/ ^

 

р.

 

 

 

 

 

 

 

IV)

Пг

(М,

А) =

(-

If

х (М/А)

((гр

 

~ 1

) +

(

) ) .

 

 

 

 

 

 

V)

Пг

(М,

А) =

х (М/А)

П 1 2

( Г

~ 1

) +

 

^

 

,