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¿Cómo se puede definir la Característica de Euler de un esquema?

Si X es una variedad más de los números complejos, una cosa razonable de hacer es considerar los asociados de la analítica de espacio $X_{an}$ y para tomar el topológica de la característica de Euler de que.

Hay una puramente algebraico forma de obtener este número?

Si X es no singular, entonces uno se podría definir como la integral de la parte superior de Chern de clase de su tangente paquete.

La razón que pido es que actualmente estoy leyendo a Joyce de la encuesta sobre Donaldson-Thomas invariantes y quería saber si por casualidad estuviera utilizando algunos de los más sofisticados de la noción.

En nota relacionada: si X es un no adecuado esquema sobre C, ¿por qué es su característica de Euler bien definida?

6voto

BZ. Puntos 188

Aquí están algunos comentarios sobre las preguntas de la publicación.

Cada complejo algebraicas variedad tiene la homotopy tipo de un número finito de CW-complejos, por lo que los números de Betti son finitos, y la característica de Euler es bien definida. Para simplificar considerar la cuasi-proyectiva caso. Deje $X\subset \mathbf{P}^n(\mathbf{C})$ ser una variedad proyectiva y deje $Y$ ser una subvariedad cerrada, entonces podemos considerar tanto $X$ e $Y$ real algebraica de las variedades de las $\mathbf{P}^{2n}(\mathbf{R})$. Ahora verdaderos espacios proyectivos se pueden incrustar en los afín espacios, frente a la compleja caso: se puede asociar a una línea de $l$ en $\mathbf{R}^{k+1}$ la única proyección ortogonal con la imagen de $l$. Una táctica similar existe más de un campo arbitrario (el Jouanolou truco), pero es la singularidad de la proyección que nos da una incrustación en el caso real. En las coordenadas tomamos un punto de $(x_0:\cdots: x_k)$ a de la $k+1$ por $k+1$ matriz $(\frac{x_i x_j}{\sum x_i^2})$.

Esto implica que el real variedades proyectivas son afines. A continuación, se puede utilizar el teorema de triangulación para el real afín variedades, como se presenta por ejemplo en Hironaka del Arcata 1974 conferencias para triangular $X$, de modo que $Y$ es un subcomplejo; esto da una triangulación de $X\setminus Y$ (infinito si $Y$ es no vacío) y de un número finito de CW complejo homotopy equivalente a $X\setminus Y$.

Estoy bastante seguro de que un resultado similar para arbitrario (no necesariamente proyectiva) complejo de variedades algebraicas y también para algebraicas, espacios, pero nunca he visto los detalles trabajado en la literatura.

La otra pregunta (si o no la estructura algebraica que determina la cohomology) no es completamente trivial, ya sea (y la respuesta depende de lo que exactamente uno de los medios por cohomology). Si $X$ se define a través de una extensión finita $F$ de % de $\mathbf{Q}$ e $X'=X\times_F\mathbf{C}$ para algunos de incrustación $F\subset\mathbf{C}$, entonces el cohomology anillo de $X'(\mathbf{C})$ con finito de coeficientes no dependen de la incrustación de objetos (y por lo tanto tampoco el complejo cohomology de anillo), ver Freitag-Kiehl', \'Etale cohomology, theprem 11.6. Se trata de una vieja pregunta de Grothendieck si el racional cohomology anillo puede depender de la incrustación. Resultó incluso el real cohomology anillo, como se ha demostrado recientemente por F. Charles. Ver www.math.ens.fr/~charles/crll5855.pdf

upd: aquí es un procedimiento explícito para obtener la característica de Euler de la algebraicas de datos: como se mencionó en los comentarios, si $X$ es suave y completa, podemos tomar la alternancia suma de Euler características de $\underline{\Omega^i}_X$'s. Si $X$ el complemento de un simple normal cruce divisor $D_1\cup\cdots \cup D_k$ en un suave completa $D_{\varnothing}$, luego $$\chi(X)=\sum_{I\subset\{1,\ldots,k\}}(-1)^{|I|}\chi(\cap_{i\in I} D_i).$$ Here we use the fact that the differentials in a spectral sequence do not change the Euler characteristic. In general one stratifies $X$ so that the difference of any two consecutive strata is smooth and takes the sum of the Euler characteristics of the strata. Using a similar procedure one can compute the Serre characteristic, which is a 2 variable analog; it can be seen as the image of the compactly supported cohomology in the Grothendieck group not of $\mathbf{P}$-espacios vectoriales, pero de la mezcla de estructuras de Hodge.

2voto

PLA Puntos 91

Si $X$ es una variedad lisa sobre los números complejos, puede utilizar el topológica de la característica de Euler de la compatibilidad $X(\mathbb{C})$ del plan. La forma más eficiente de calcular es el uso de las clases de Chern y la de Poincaré-Hopf teorema: la característica de Euler es el grado de la parte superior de Chern de la clase. Clases de Chern puede ser definido exclusivamente en forma algebraica (en la homología) como se hace por ejemplo en el Capítulo 3 de Fulton del libro "la Intersección de la Teoría".

Al $X$ es singular, hay muchos nonequivalent generalizaciones de la característica de Euler. Un método eficaz es nuevo para trabajar en el espíritu de la Poincaré-Hopf teorema por primera definición de las clases de Chern de singular variedades. Esto proporciona una puramente algebraica de tratamiento. Voy a dar un tour de 4 de los ejemplos más famosos:

-El Chern-MacPherson clase (también conocido como el Chern-Schwartz-MacPherson clase ) es probablemente el más importante. Puede ser definido en el Chow de grupo de una variedad de utilizar edificable funciones. Disfruta de la hermosa functorial propiedades en las debidas mapas y es compatible con especializaciones. La existencia de la Chern-MacPherson clase se da cuenta de una conjetura de Deligne y Grothendieck de 1969 como la única transformación natural entre el functor covariante de construibles de funciones y la costumbre functor covariante de $\mathbb{Z}$-homología de que los mapas de la función característica de un colector para su (homológica) clase de Chern. El Chern-MacPherson clase calcula el topológica de la característica de Euler de un (posiblemente en singular) de la variedad.

-El Chern-Mather-clase entra en la definición de la Chern-MacPherson clase. Es útil calcular fibrosa invariantes. Ella tiene buenas propiedades en las debidas birational mapas y se puede definir simplemente utilizando una Nash-blow-up.

Estas dos clases (MacPherson y Mather) puede ser generalizado para el esquema considerando el apoyo del régimen. Esto hace que los cálculos mucho más fácil, pero, obviamente, uno pierde mucha de la información realizada por el régimen. Los próximos dos definiciones son mucho más esquema de "amistoso", pero que han entiende menos functorial propiedades.

-El Chern-Fulton y el Chern-Fulton-Johnson clases son extremadamente sensibles al esquema de la estructura. Coinciden en el caso de locales adecuados intersecciones. En general no satisfacen la "inclusión-exclusión en el principio de" el que se satisface por la topológicos de la característica de Euler.

Referencias

Para una introducción amigable con referencias a la correspondiente literatura, yo recomendaría este corto notas de la conferencia de Paolo Aluffi. El tratamiento general es discutido en Fulton libro de la Intersección de la Teoría (especialmente la sección 4.2.6, 4.2.9 y 19.1.7). Para aplicaciones a motivic integración y fibroso invariantes véase, por ejemplo, esta revisión o este.

1voto

Fatsoe Puntos 43

Un comentario sobre la "escisión" de la propiedad de Euler características de los complejos de variedades algebraicas: $\chi(X) = \chi(Z) + \chi(X\backslash Z)$. Hay una breve prueba de ello en Fulton Introducción a las Variedades Tóricas, p. 142, que evita la pegajosa triangulación problema y no parece ser tan bien conocido. De hecho, es equivalente a la afirmación de que $\chi(X) = \chi_c(X)$ para cualquier variedad algebraica (siendo la última la característica de Euler de forma compacta compatible cohomology).

Esto no es exactamente ayudar con la primera pregunta (acerca de una expresión algebraica definición), pero sí mostrar por qué la característica de Euler es bien definida para cualquier variedad, por Arend del comentario.

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