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¿Cómo se relacionan las secuencias multiplicativas con las series de potencias formales y los géneros de las variedades?

Dejemos que $B$ sea el anillo graduado $\bigoplus_i B^i$ (con $B^k B^l \subset B^{k+l}$ ), y $B_f$ el grupo multiplicativo de todas las sumas formales $1 + b_1 + b_2 + \cdots$ donde $b_i \in B^i$ para todos $i$ .

La idea al hablar de géneros (como el género Todd o el $L$ género) es que podemos tomar $B$ para ser $H^{2 \bullet}(X,\mathbb{Q})$ por ejemplo, y luego un elemento típico de $B_f$ es algo así como la clase total de Chern.

Ahora un género corresponde a una secuencia multiplicativa $(K_n)$ donde cada $K_n$ es un polinomio en n variables sobre $B$ que es homogénea (con respecto a la graduación), de modo que $K_n(t x_1, t^2 x_2, \ldots, t^n x_n) = t^n K_n(x_1, \ldots, x_n)$ . Esto corresponde a la idea de que para un $n$ complejo dimensional, la evaluación de $K_n$ en la clase fundamental debe ser algún número, por lo que queremos que esta homogeneidad garantice que $K_n$ corresponde a algún elemento del grupo de cohomología superior.

Dado esto, podemos formar un elemento $K(b)$ en $B_f$ para cada elemento $b = 1 + b_1 + b_2 + \cdots$ de $B_f$ por $K(b) = 1 + K_1(b_1) + K_2(b_1,b_2) + \cdots$ .
Entonces la multiplicidad de la secuencia $(K_n)$ significa que $K(bc) = K(b)K(c)$ , que es lo que se querría en topología algebraica para obtener la multiplicatividad de los números que se obtienen, a partir de la multiplicatividad de las clases de Chern totales.

Ahora bien, todos los libros que he estado leyendo sobre esto dicen que hay una forma esencialmente única de asociar dicha secuencia multiplicativa a una serie de potencias formal, y que todas las secuencias multiplicativas provienen de ésta. Pero no entiendo precisamente cómo; ni siquiera sé sobre qué anillo debe definirse la serie de potencias formal y menos aún cómo se puede encontrar una secuencia multiplicativa a partir de ella.

Es bastante fácil cuando $B = H^{2 \bullet}(X,\mathbb{Q})$ y se trabaja con clases de Chern, ya que las clases de Chern de una suma directa de haces de líneas vienen dadas por los polinomios simétricos de las primeras clases de Chern. Entonces, dada una serie de potencias formal $Q(x) \in \mathbb{Q}[[x]]$ se puede formar el producto $\prod_i Q(x_i)$ en $\mathbb{Q}[[x_1, \ldots, x_n]]$ y obtener una secuencia multiplicativa como dice YBL en su respuesta, tomando $1 + \sum_j K_j = \prod_i Q(x_i)$ donde el $K_j$ se toman como polinomios en los polinomios simétricos elementales (es decir, las clases de Chern).

Pero no veo cómo se puede hacer esto sin apelar a esta descomposición (o de hecho en un entorno más general sin ninguna idea de las clases de Chern).

Por ejemplo, en Clases de características de Milnor y Stasheff, hacen la misma explicación que yo hice arriba, pero cuando llegan a la parte de las series formales de potencia parece que simplemente asumen $B = \Lambda[t]$ para algún anillo conmutativo $\Lambda$ y a partir de ahí pierdo la noción de lo que está sucediendo; esto me confunde bastante en cuanto a lo que está pasando.

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agweber Puntos 444

Ok, yo estaba confundido acerca de algo bastante tonto.

Como YBL dice, consiguiendo una secuencia multiplicativa de un poder formal de la serie no sólo dependen de la fórmula

$$1 + \sum_n K_n(\sigma_1, \ldots, \sigma_n) = \prod_j Q(z_j).$$

Esta es una expresión algebraica de la identidad en $\Lambda[[z_1, z_2, \ldots]] \cong \Lambda[[\sigma_1, \sigma_2, \ldots]]$ (aunque algunos cuidados debe probablemente ser tomadas sobre el número de variables).

Ahora, dada un álgebra graduada$\Lambda$, al igual que el cohomology $H^{2 \bullet}(X,\mathbb{Q})$, tenemos la misma identidad (con mayores grados de acabar de fuga), y esto puede ser interpretado directamente como dar algo en $\mathbb{Q}[[z_1, \ldots, z_n]]$ en términos de algo en $\mathbb{Q}[[\sigma_1, \ldots, \sigma_n]]$, y, por tanto, en este caso, de establecer una conexión entre Chern raíces y las clases de Chern, ya que son sólo el $\sigma_1, \ldots, \sigma_n$.

Es interesante, como YBL notas, para preguntar si cada secuencia multiplicativa proviene de un poder formal de la serie de esta manera. Me gustaría disfrutar de ella si alguien podría elaborar más sobre lo que YBL ha dicho hasta ahora.

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AFK Puntos 3974

Creo que la idea es que utilizando el principio de división todo se reduce a la primera clase de Chern de los haces de líneas: Clases de Chern de un haz general $E$ son funciones simétricas de $c_1(L_i)$ donde $\bigoplus L_i = E$ .

Si $Q(z)$ es una serie de potencias con término constante 1, se puede definir $K_n$ por la fórmula: $$ \sum K_n(x_1,\ldots,x_n) = \prod Q(z_j) $$ donde $x_i$ es el $i$ -ésima función simétrica elemental de las variables $z_j$ . La hogomeneidad corresponde al hecho de que el $z_j$ tienen el grado 1.

Creo que la afirmación de que toda secuencia multiplicativa procede de una serie de potencias de este tipo sólo es cierta en la característica 0. Una sucesión multiplicativa con coeficientes en $A$ corresponde a un homomorfismo de anillo del anillo de Lazard $\mathbb{L} = \Omega^*(pt)$ a $A$ es decir a una ley formal de grupo $F(t_1,t_2) \in A[[t_1,t_2]]$ . Existe una acción natural de las series de potencias $f(z)$ satistfying $f(0) = 0$ y $f'(0) = 1$ en el anillo de Lazard; sólo hay que cambiar las coordenadas de las leyes formales del grupo $(F^f)(t_1,t_2) := f^{-1}(F(f(t_1),f(t_2))$ . Ahora, en la característica cero, esta acción es simplemente transitiva: toda ley es equivalente a la aditiva $(t_1,t_2) \mapsto t_1+t_2$ porque podemos definir el logaritmo de una ley integrando formalmente una diferencial invariante. Esto debería corresponder al hecho de que toda secuencia multiplicativa está definida por una serie de potencias $Q(z) = z/f(z)$ .

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Mehmet Osmanoglu Puntos 116

El soluciones a tus preguntas están en los lemas 1.2.1 y 1.2.2 (página 10) de "Topological Methods in Algebraic Geometry", F. Hirzebruch. Como dices y esos Lemmas confirman, "hay una forma esencialmente única de asociar tal secuencia multiplicativa a una serie de potencias formal, y que todas las secuencias multiplicativas provienen de ésta".

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