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¿Cuál es la diferencia entre un colector real y una variedad suave?

Voy a impartir un curso sobre superficies de Riemann el próximo trimestre, y me gustaría como una lista de hechos que ilustran la diferencia entre la teoría de las variedades reales (diferenciables) y la teoría de las variedades no singulares (sobre, digamos, $\mathbb{C}$ ). Estoy buscando ejemplos que sean significativos para los estudiantes de segundo año de los Estados Unidos que hayan cursado 1 año de topología y 1 semestre de análisis complejo.

He aquí algunos ejemplos que se me ocurren:

1. Cada $n$ -de una variedad real de dimensiones se incrusta en $\mathbb{R}^{2n}$ . Por el contrario, una variedad proyectiva no se incrusta en $\mathbb{A}^n$ para cualquier $n$ . Cada $n$ -variedad proyectiva no sinular en $\mathbb{P}^{2n+1}$ pero hay variedades propias no singulares que no se incrustan en ningún espacio proyectivo.

2. Supongamos que $X$ es un colector real y $f$ es una función suave sobre un subconjunto abierto $U$ . Dado $V \subset U$ contenida de forma compacta en $U$ existe una función global $\tilde{g}$ que está de acuerdo con $f$ en $V$ y es idénticamente cero fuera de $U$ .

Por el contrario, consideremos la misma situación cuando $X$ es una variedad no singular y $f$ es una función regular. Puede ser imposible encontrar una función regular global $g$ que está de acuerdo con $f$ en $V$ . Cuando $g$ existe, es único y (cuando $f$ es distinto de cero) no es idénticamente cero en el exterior de $U$ .

3. Si $X$ es un colector real y $p \in X$ es un punto, entonces el anillo de gérmenes en $p$ es no etereo. El anillo local de una variedad en un punto es siempre noetheriano.

¿Cuáles son otros ejemplos?

También son bienvenidas las respuestas que ilustren la diferencia entre las variedades reales y las complejas.

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Zack Peterson Puntos 19350

Una variedad propia no tiene secciones globales (no constantes). Una variedad real, compacta o no, tiene muchas secciones globales.

Hay muchos mapas entre colectores reales. Los mapas entre variedades están mucho más restringidos (por ejemplo, por Riemann-Hurwitz en el caso de las curvas).

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DIA Tom Puntos 136

Creo que también hay una gran diferencia en cuanto al enfoque métrico.

De hecho, el proceso de Gram-Schmidt (que es analítico real) nos permite -en la geometría diferencial real- encontrar algunos marcos locales ortonormales (para cualquier haz hermitiano, y en particular para el haz tangente), mientras que en el caso holomórfico pueden darse diferencias muy sutiles.

Por ejemplo, en el caso de Kähler, podemos encontrar tramas "ortonormales" para el haz tangente de orden 2, que es la clave para las identidades de Kähler, lo que conduce a resultados fundamentales como la igualdad de todos los laplacianos y, por tanto, el teorema de descomposición de Hodge en el caso compacto.

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lambdor Puntos 123

Para un subconjunto analítico cerrado Z ⊂ S de una (digamos compacta) variedad compleja con complemento U=S-Z se tiene la aditividad de la característica (topológica) de Euler:

Χ(S)=Χ(Z)+Χ(U).

Esto es erróneo si S y Z son espacios topológicos o variedades lisas. En efecto, tomemos por Z un punto sobre un círculo S. Esta (sorprendente) diferencia me fue señalada recientemente por Manfred Lehn.

Por supuesto, tampoco existe la aditividad de los polinomios de Poincare u otros invariantes "motivacionales" de las variedades complejas.

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