Файл: Стонг, Р. Заметки по теории кобордизмов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 161

Скачиваний: 0

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

дающую точный треугольник в гомологиях

Я* (7Я)---- -— > Я , (7Я)

\/

\S

Я * {W ® Z 2)

Каждый элемент в Я* (W) имеет порядок 2, поэтому получаются

просто короткие точные последовательности

 

 

О

Я 2;і (W) I-hk {W ® Z2)-> Я 2Ь_2 (7Я) -> 0.

 

Из результатов гл. VIII получаем такое

 

 

У т в е р ж д е н и е . Кольцо 5Я* (С ,

2) <g Z2

является кольцом

полиномов над Z2 от классов z2n для ?г^=2.

Граничный

гомо­

морфизм д

действует по формуле

dz2 = 0,

3z4n = z4Jl_2,

если

/г>-2, и удовлетворяет условию д (аЬ) = (да)Ь-\-a(db)-\-z2(da) (дЬ).

Так как 3z2 = 0, то д (z2a) = z2(da), и идеал W" ci 7Г* (С , 2) ® Ж2,

порожденный

элементом z2, замкнут относительно действия д.

Из короткой

точной последовательности

О-*- W -+

(С , 2) ® Z2-+ W '{ = (7Я* (С , 2) ® l 2)/W " )^ 0

получаем точную последовательность

я ,( И П ----->Я, ( ЗГ® z a)

\/

\

я л * П

Так как IF '^ Z2 [z2n | n>2], 3z4n = z4n_2 и 3 (ху) = .г % + (да:) г/, то Я * ( И " )^ г 2[г у .

Из формулы для действия оператора д на произведении эле­ ментов кольца W* (С, 2) ® Z2 следует, что группа Я* {W ® Z2) является кольцом, а гомоморфизм группы Я* (W‘ ® Z2) в Я* (И") является кольцевым. Далее,

д [ ( z 4 n ) 2 “ Ьz 2z i n - 2z i n ] — ( 2 z 4 , j Z4n _ 2 - ( - Z2Z 471_ 2 ) “ Ь ^ 2 z 4 n _ 2 = O i

поэтому элементы A8n = zfn+ z2z47l_2z4n дают классы гомологий

в Я* (“7/‘ ® Z2), которые отображаются на полиномиальные обра­ зующие кольца Я* (W ). Следовательно, точные последователь­ ности расщепляются, давая короткие точные последовательности

О -> Я , (W")

Я* (W ® Z2) -> Я Л W ) -> 0.

Из рассмотренной выше

формулы d(z2x) = z2dx следует, что

Я* (IF") = я2Я* (W ®7L2).

Таким образом, имеет место



Л е м м а

5.

Группа

Я* (W ® Z2)

является кольцом полино­

мов над

Z 2

с

образующими }ц

(представитель z2)

и

hBn, п ф 2

{представитель (z| + z2z4n-2 z4n)).

 

 

 

 

 

Возвращаясь теперь к группе W*. (С, 2),

заметим,

что

обра­

зующие

z2n, п ф 2,

кольца

(С, 2) ® Z2

представлены

клас­

сами

z2n 6 ЗГ* (С, 2),

 

такими,

что

р <9z4n= Z4 „_2,

если

п > 2 ,

и pdz2 = 2.

Используя умножение B Ö J I расширение

отображе­

ния рЗ до аддитивного отображения 3' кольца Q*, получаем для

любых элементов а, &6 W* (С, 2) формулы

 

 

 

 

и

 

 

 

Ф(аЪ) = аЬ+ 2 [F4] д'ад'Ъ

 

 

 

 

 

 

 

д' (ab) = а (д'Ъ) + (д'а) Ь — г'я (д'а) (д’Ь),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

[F4]

совпадает

с

классом

кобордизмов

z'2 — [СР (2)].

Если все числа Чжэня многообразия М, содержащие класс щ,

равны нулю

(д' [ А Л

=

0) и X

— некоторое квазикомплексиое

многообразие, то подмногообразие многообразия М X X, двой­ ственное классу Сі (М X X), имеет те же числа Чжэня, что и мно­ гообразие М X N, где N cz X — подмногообразие, двойственное классу щ (N). Таким образом, д'([М] [X]) = [М ] д' [АЛ. В част­ ности, Я* (W) является кольцом, а его гомоморфизм в Я , (W ® Z2)

кольцевым гомоморфизмом. Теперь имеет место

Ле мма 6. Гомоморфизм Я* (W)-^-H^ (W ® Z2) отображает кольцо Я * (W) изоморфно на подкольцо, порожденное классами (Іь,)2 и h$h, кф 2 . Таким образом, Я„ (W) является кольцом полино­ мов от классов с4 и с84, к ^-2.

До к а з а т е л ь с т в о . Элемент Ф([СЯ(1)2])=[ЯР (1)2H -8[F4] =

=9 [CP (I)2]—8 [СР (2)] Ç (С, 2) имеет все числа Чжэня, содер­

жащие

класс Cj,

равными

нулю

(с2 = 0, с2=12), поэтому он

является циклом в группе W \( С, 2). Этот элемент представляет

элемент

z\ в кольце

(С, 2) <g>Z2

и, следовательно, класс

(Іц)2

в кольце Я* (W ® Z2).

 

 

 

Для п > 2 имеем

 

 

 

 

 

d'O(z'à) = д' ( Z & + 2 [F4] (3'z4„)2) =

 

 

=

(2Z/inZ4n_2

Z2Z(Pii—2) -j- 23 [F4] Z4n—2

 

 

— 2z4n• Z4n_2 •

Z2Z4„ -2,

 

так как

3' [F4] = 0,

потому что 3 '[F4] является 2-мерным

клас­

сом с Сі (3 '[F4]) = 0.

Имеем также

 

 

З'Ф (z’2zin) = 3' (z'z'4n-f 4 [F4] z4n_2) =

 

 

 

= z'z4 n - 2

+ 2z4n—2z„ziin-2 “h 43* [F4] z4n_2 = 2z4n — zaz4n_2.


Таким образом, элемент

Ф (Z&)—Z4n-2® (zâz4n) € V ѣ(С, 2)

является циклом (d'z4n_ 2 = 0),

приведение которого по модулю 2

дает класс

(z4n-t-z2z4„_2Z4n)

(С, 2) <g) Z2,

являющийся

пред­

ставителем

класса

гомологий

К8 п ^ Н ^ { Ж

® Z2).

 

 

Таким

образом,

кольцо

Я* (7Г) отображается на указанное

подкольцо

в Я* ® Z2)•

Используя

точность

последователь­

ности 0 -ѵ Я* (F*) ->- Я* (#" ® Z2) ->• Я* (7Г)

0,

подсчетом

раз­

мерностей Ж2-векторных пространств получаем теперь, что Я* (Ж) изоморфно этому подкольцу. ■

Вернемся

к изоморфизму

Н2п (Ж) = &іп+і Ѳ

Так

как

Я 8)і+2 (Ж) ^

Я 8/1+с (7/-) ^ 0,

то

Qs/f+.i =

Й8 ^ + 7 = 0.

Так

как

Нт+і {Ж) —H 8h {Ж) (изоморфизм

задается

умножением на

с4),

Т О Qfh+1 ® Qsh- 3

=ßfft+5 ®

И Л И ^8й+5 — ^8ft—3• ПриМѲНЯЯ

индукцию

по к,

начиная с группы

получаем, что Qffc+ 5 = О

для всех к.

Тогда fifh+i = Я 8ь (7F), и мы приходим к следующему

результату

Коннера и Флойда

[6],

18.3:-

Теорема. Подгруппа TorsQfu czQf:u имеет вид Tors(Q®u)=0,

если ?г^=8/с + 1 или 8/с + 2, а в случае п = ?>к-\-1 или 8/с-{-2 группа Tors является векторным пространством над Z2, ранг которого равен числу разбиений числа к.

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Так как Ii8if{W) является кольцом

полиномов над Z2 от классов

с8у, к >-2,

и сJ и имеет место изо­

морфизм Qsh+i = П8и(Ж),

то нечетномерные группы

t:

удовле­

творяют

условиям

теоремы.

Так

как

гомоморфизм

и для

->-Tors (Qf,P) является изоморфизмом,

то

это

же верно

подгрупп

TorsQ®^. я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вернемся к точной последовательности

 

 

 

 

 

O-vQff-i

fiff Д

Ж2) (С, 2) Л

Qf/La Л

ß SÜ

О;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21—1'

 

 

имеет место следующая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Те о р е м а . Образ гомоморфизма

р:

Qfj7

Ж%і (С, 2)

совпа­

дает с

группой циклов

Z {W2j (С, 2), рд),

если

2/ ф А (mod 8),

;/. с группой границ B (W 2j( С, 2), рд),

если

2j = 4 (mod 8).

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Если 2/ =é=4(mod8),

то

2/ — 2=^8А:-і-2.

Поэтому

группа

 

не имеет кручения и отображение

р: £22]Д

Ж чі- ч (С, 2)

является

 

мономорфизмом.

Тогда

ker (д: Ж2І{С, 2)-*Q f£.2) = ker (рд:

Ж 2І (С, 2)

 

Ж ^ 2{С, 2)) =

= Z(W u{C, 2), рд).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Если 2j = 8А*.+ 4, то отображение д: W 2j{C, 2)—т-йЦІг является

эпиморфизмом,

тогда

как

отображение

р: Qfj^ - 2

-*■ W ij-z (С, 2)

имеет

ядро,

изоморфное

группе H2j-i ЦИГ) = Нц (#'*)■ Тогда

((kerp0)/kerd)2j^ H 2j(fr)

и pQf^ = f i ( ^ ( C , 2), рд). ■

С л е д с т в и е .

Пустъ

д': ß*7—»-ßj7гомоморфизм, переводя­

щий

многообразие

М

в подмногообразие

N c zM ,

двойственное

расслоению det тм . Образ гомоморфизма забывания F+: ß.£u —»-Q17 содержит группу ігп д'. Существуют SU-многообразия И78 , /с>• 1,

такие, что

(im F*)/(im ô') ^ Z2 [РУ8Й]. Каждый

элемент

конеч­

ного порядка

группы ß fy можно единственным

образом

пред­

ставитъ в виде У8,г • 0 или У8П• Ѳ2, где Ѵт полином от классов И78,1 с коэффициентами в Z2.

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Подмногообразие N c zM , двойственное

расслоению

detTju, допускает StZ-структуру,

поэтому

im д1cz

er im F*. Согласно предыдущей

теореме, группа

іш і7* =-pßfu сг

с:

(С, 2) с= ßj7 совпадает с группой Z{W )

(или

В(7Р‘),

если

dim ( ) = A(mod 8)), в то же время im д' = В (“7//‘). Поэтому

группа

((im ,T*)/(im д'))п изоморфна группе

Н„(7К),

если

77^4(m od8),

и

является

нулевой,

если

п = 4 (mod 8),

следовательно,

(ітГ ’ДДіт д') ^ Z2 [РУ8*].

Конечная

группа

 

Qss+i

изоморфна

группе tQsh,

и оператор t аннулирует элементы

из ішд,

тогда

как

^

Tors (Qfft+2 ),

что дает

искомое

 

описание

группы

Torsßfü. в

чтобы исследовать

структуру

группы

ß f17

более

Для того

детально, нам потребуются характеристические числа со значе­ ниями в ДО-теории. Приведем кратко сводку необходимых фактов.

Существует мультипликативная теория когомологий КО*Т градуированная при помощи целых чисел (положительных и отри­ цательных), такая, что КО0 (X ) является группой Гротендика классов изоморфизма вещественных векторных расслоений над X и КО~4 (X) является группой Гротендика классов изоморфизма кватернионных векторных расслоений над X (обозначаемой через KSp (X)). Теория когомологий КО* является периодической

с периодом 8. Изоморфизм периодичности р: КОг (X) ->■ KOi~8 (X) задается умножением на образующий р (1) группы КО~8 (pt) .

KO0 (S8) ^ Z.

Полезно дать следующее геометрическое описание представи­ телей элементов группы КО* (X ). Комплексное векторное расслое­ ние У над X вместе с автоморфизмом J: V У, таким, что Л = = —iJ (т. е. J является аптилинейным отображением), называется

1)

симплектическим, если J 2 = —1,

2)

вещественным, если J 2 = 1.