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Anillo de cohomología de Grassmanianos

Estoy leyendo un artículo titulado Una base aditiva para la cohomología de los grassmannianos reales que comienza haciendo la siguiente afirmación (parafraseo):

Sea $w=1+w_1+ \ldots + w_m$ sea la clase total de Stiefel-Whitney de la canónica $m$ -sobre $G_m(\mathbb{R}^{m+n})$ y que $\bar{w}=1+\bar{w_1}+\ldots+ \bar{w_n}$ sea su dual. Entonces $H^\ast G_m (\mathbb{R}^{m+n})$ es el cociente del álgebra polinómica $\mathbb{Z}_2[1,w_1,\ldots,w_m]$ por el ideal $(\bar w_{m+1},\cdots,\bar {w}_{m+n})$ generado por la relación $w\bar{w}=1$ .

La referencia proporcionada es a Borel's La cohomología mod 2 de ciertos espacios homogéneos . Como sugiere el título, este documento está en francés, un idioma con el que no estoy familiarizado.

Estoy familiarizado con el hecho de que el anillo de cohomología del infinito Grassmannian $G_m(\mathbb{R}^\infty)$ es generado libremente por $w_1,\ldots,w_m$ en $\mathbb{Z}_2$ (como se demuestra en Hatcher's Paquetes vectoriales ), pero no veo cómo probar esta variante. Cualquier ayuda sería muy apreciada. Quizás alguien pueda incluso traducir la prueba dada en el artículo de Borel.

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Kenta S Puntos 118

No puedo responder completamente a la pregunta, pero apuntaré algunas ideas.


En primer lugar, puedo determinar el clasificado $\mathbb F_2$ -estructura del espacio vectorial de $H^*(G_n(\mathbb R^{n+k}))$ . Efectivamente, $G_n(\mathbb R^{n+k})$ tiene una descomposición celular en términos de las llamadas células de Schubert, es decir, para cualquier secuencia $1\le\sigma_1<\cdots<\sigma_n\le n+k$ , dejemos que $$e(\sigma):=\{X\in G_n(\mathbb R^{n+k}):\dim(X\cap\mathbb R^{\sigma_i})=i,\dim(X\cap \mathbb R^{\sigma_i-1})=i-1\ (1\le \forall i\le n)\}.$$ Entonces, $e(\sigma)$ es una célula de dimensión $(\sigma_1-1)+\cdots+(\sigma_n-n)$ .

Con respecto a esta descomposición celular, considérese el complejo celular co-cadena $$C^0G_n(\mathbb R^\infty)\to C^1G_n(\mathbb R^\infty)\to\cdots,$$ cuya homología es $H^*G_n(\mathbb R^\infty)$ . Afirmo que los derivados son todos $0$ . De hecho, a priori $H^iG_n(\mathbb R^\infty)$ es un subcociente de $C^iG_n(\mathbb R^\infty)$ pero tienen la misma dimensión. Así, para cualquier $k$ también tenemos $C^iG_n(\mathbb R^{n+k})\cong H^iG_n(\mathbb R^{n+k})$ .

En particular, $\dim(H^*G_n(\mathbb R^{n+k}))={n+k\choose n}$ .


También a partir del argumento anterior, vemos que la inyección $G_n(\mathbb R^{n+k})\hookrightarrow G_n(\mathbb R^\infty)$ induce una suryección sobre las cocadenas celulares, es decir, existe una suryección $$u\colon H^*G_n(\mathbb R^\infty)=\mathbb F_2[w_1,\cdots,w_n]\to H^*G_n(\mathbb R^{n+k}).$$ Además, consideremos la canónica $n$ -haz vectorial $\xi$ en $G_n(\mathbb R^{n+k})$ . Existe una secuencia exacta $$0\to \xi\to\epsilon^{n+k}\to\eta\to 0,$$ donde $\epsilon$ es el haz de líneas trivial, y $\eta$ es un rango $k$ paquete. Toma, $\eta$ es el pull-back del dual del haz canónico a lo largo de $G_n(\mathbb R^{n+k})\cong G_k(\mathbb R^{n+k})\hookrightarrow G_k(\mathbb R^\infty)$ también lo ha hecho la clase Stiefel-Whitney $1+\overline w_1+\cdots+\overline w_k$ . Del mismo modo, $\xi$ es el pull-back del haz canónico a lo largo de $G_n(\mathbb R^{n+k})\hookrightarrow G_n(\mathbb R^\infty)$ también lo ha hecho la clase Stiefel-Whitney $1+w_1+\cdots+w_n$ . Así, la secuencia exacta corta anterior nos dice $$\begin{align*} 1&=w(\epsilon^{n+k})\\ &=w(\xi)w(\eta)\\ &=(1+w_1+\cdots+w_n)(1+\overline{w}_1+\cdots+\overline w_k), \end{align*}$$ por lo que la suryección $u$ factores mediante: $$A_{n,k}:=\mathbb F_2[w_1,\dots,w_n]/((1+w_1+\cdots+w_n)(1+\overline{w}_1+\cdots+\overline w_k)-1)\to H^*G_n(\mathbb R^{n+k}).$$

Así, para demostrar el isomorfismo, basta con calcular la dimensión del cociente, que debe ser ${n+k\choose n}$ .


Una estrategia podría ser observar el homomorfismo $G_n(\mathbb R^{n+k})\hookrightarrow G_n(\mathbb R^{n+k+1})$ dada por la inyección $\mathbb R^{n+k}\hookrightarrow\mathbb R^{n+k+1}$ . Esto da un diagrama conmutativo $\require{AMScd}$ \begin{CD} A_{n,k+1} @>>> A_{n,k}\\ @VVV @VVV\\ H^*G_n(\mathbb R^{n+k+1}) @>>> H^*G_n(\mathbb R^{n+k}), \end{CD} donde todos los mapas son suryecciones. Basta con poner de alguna manera el núcleo de $A_{n,k+1}\to A_{n,k}$ en biyección con $A_{n-1,k+1}$ para hacer funcionar la inducción.

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