陈类

更新时间:2024-08-01 23:28

数学上,特别是在代数拓扑微分几何中,陈类(或称陈示性类)是一类特殊的和复向量丛相关的示性类

简介

有很多处理这个定义的办法:陈最初使用了微分几何;在代数拓扑中,陈类是通过同伦理论定义的,该理论提供了把V和一个分类空间格拉斯曼流形)联系起来的映射;还有格罗滕迪克的一种办法,表明公理上只需定义线丛的情况就够了。陈类也自然的出现在代数几何中。

直观地说,陈类和向量丛的截面'所需要的0'的个数相关。

历史背景

陈类因陈省身而得名,他在1940年代第一个给出了它们的一般定义。

公理化定义

设π:E→M为复向量丛纤维为ℂk。

分次环c(E)=c0(E)⊕c0(E)⊕...⊕ck(E),ci(E)∈H2i(M):

(1)自然性:c(f*E)=f*c(E);

(2)ci>k(E)=0;

(3)惠特尼求和公式:c(E⊕F)=c(E)c(F);

(4)正规性:c(γ)=1+x。

其中γ为ℂPn上的典范线丛

则称c(E)为E的总陈类,ci(E)为E的第i陈类。

具体构造

设π:E→M为复向量丛,纤维为ℂk。则其总陈类定义为

其中𝓕为E的曲率形式

构造

设A∈𝖚(n),定义𝖚(n)上不变多项式f1,...,fn为det(xI-A)=xn-f1(A)xn-1+...+(-1)nfn(A)。令fij(A)=fj(iA),𝖚(n)上不变多项式代数PU(n)由fi1,fi2,...,fin生成。令gij为fij的极化,若R为n阶复向量丛ξ=π:E→M的曲率张量,为gij在Endk(ξ)*上诱导的平行截面。则ξ的第k陈类为ck(ξ)∈H2k(M),其中第k陈形式ck为

例子

设,定义π:为π(z,[w])=[w],则为重言线丛。记{z0,...,zn}为ℂn+1的复坐标,令,则ω为联络形式曲率形式为。当n=1时,

性质

平凡丛的所有陈类为0。

若ξ与ξ‘为同构的向量丛,则c(ξ)=c(ξ')。

若ξ为复n阶丛,则e(ξℝ)=cn(ξ)。

若ξ为复向量丛,则ξ的陈多项式为的ξℝ斯蒂弗尔-惠特尼多项式模2。

惠特尼乘积公式

其中表示的总陈类。

给定一个拓扑空间X上的一个复向量丛V,V的陈类是一系列X的上同调类。V的第n个陈类通常记为cn(V),是整数系数的X的上同调。

H 中的一个元素。类c0(V)总是等于1。当V是复d维的丛,则类cn 在n > d时为0。

例如,若V是一个线丛,则只有在X的第二上同调群中有一个(第一)陈类。第一陈类实际上是可以从拓扑上为复线丛分类的一个完全不变量。也就是说,存在一个X上的线丛的同构等价类到H。

对于1维以上的复向量丛,陈类不是一个完全不变量。

推广

陈类理论有个一般化,其中普通的上同调由一个广义上同调理论(generalized cohomology theory)所代替。使得这种一般化成为可能的称为复可定向的理论。陈类的形式化属性依然相同,但有一个关键的不同:计算线丛的张量积的第一陈类的规则不是各个因子的(普通)加法而是一个形式化群定律(formal group law)。

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