चेर्न वर्ग: Difference between revisions
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{{Short description|Characteristic classes on algebraic vector bundles}} | {{Short description|Characteristic classes on algebraic vector bundles}} | ||
गणित में, विशेष रूप से [[बीजगणितीय टोपोलॉजी]], [[विभेदक ज्यामिति और टोपोलॉजी|विभेदक ज्यामिति एवं टोपोलॉजी]] एवं [[बीजगणितीय ज्यामिति]] में, '''चेर्न कक्षाएं''' समष्टि [[वेक्टर बंडल|सदिश | गणित में, विशेष रूप से [[बीजगणितीय टोपोलॉजी]], [[विभेदक ज्यामिति और टोपोलॉजी|विभेदक ज्यामिति एवं टोपोलॉजी]] एवं [[बीजगणितीय ज्यामिति]] में, '''चेर्न कक्षाएं''' समष्टि [[वेक्टर बंडल|सदिश समूह]] सदिश समूहों से जुड़े विशिष्ट वर्ग हैं। तब से वे गणित एवं भौतिकी की कई शाखाओं में मौलिक अवधारणाएँ बन गए हैं, जैसे कि [[स्ट्रिंग सिद्धांत]], चेर्न-साइमन्स सिद्धांत, गाँठ सिद्धांत, ग्रोमोव-विटन सिद्धांत|ग्रोमोव-विटन इनवेरिएंट्स। | ||
चेर्न कक्षाएं {{harvs|txt|authorlink=Shiing-Shen Chern|first=Shiing-Shen|last=Chern|year=1946}} द्वारा प्रारम्भ की गईं। | चेर्न कक्षाएं {{harvs|txt|authorlink=Shiing-Shen Chern|first=Shiing-Shen|last=Chern|year=1946}} द्वारा प्रारम्भ की गईं। | ||
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=== मूल विचार एवं प्रेरणा === | === मूल विचार एवं प्रेरणा === | ||
चेर्न वर्ग विशिष्ट वर्ग हैं। वे चिकने मैनिफोल्ड पर सदिश | चेर्न वर्ग विशिष्ट वर्ग हैं। वे चिकने मैनिफोल्ड पर सदिश समूहों से जुड़े [[ टोपोलॉजिकल अपरिवर्तनीय ]] हैं। इस प्रश्न का उत्तर देना अधिकतम कठिन हो सकता है, कि क्या दो प्रत्यक्ष रूप से भिन्न सदिश समूह एक जैसे हैं। चेर्न वर्ग सरल परीक्षण प्रदान करते हैं: यदि सदिश समूहों की जोड़ी के चेर्न वर्ग सहमत नहीं हैं, तो सदिश समूह भिन्न हैं। चूंकि, इसका उलटा सच नहीं है। | ||
टोपोलॉजी, विभेदक ज्यामिति एवं बीजगणितीय ज्यामिति में, यह गिनना प्रायः महत्वपूर्ण होता है कि सदिश | टोपोलॉजी, विभेदक ज्यामिति एवं बीजगणितीय ज्यामिति में, यह गिनना प्रायः महत्वपूर्ण होता है कि सदिश समूह में कितने [[रैखिक रूप से स्वतंत्र]] अनुभाग हैं। उदाहरण के लिए, चेर्न कक्षाएं इसके बारे में कुछ जानकारी प्रदान करती हैं, उदाहरण के लिए, रीमैन-रोच प्रमेय एवं अतियाह-सिंगर सूचकांक प्रमेय होती है। अभ्यास में चेर्न कक्षाओं की गणना करना भी संभव है। विभेदक ज्यामिति (एवं कुछ प्रकार की बीजगणितीय ज्यामिति) में, चेर्न वर्गों को [[वक्रता रूप]] के गुणांकों में बहुपद के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। | ||
=== निर्माण === | === निर्माण === | ||
विषय तक पहुंचने की विभिन्न विधियां हैं, जिनमें से प्रत्येक चेर्न वर्ग के थोड़े भिन्न स्वाद पर केंद्रित है। चेर्न कक्षाओं के लिए मूल दृष्टिकोण बीजगणितीय टोपोलॉजी के माध्यम से था। चेर्न कक्षाएं होमोटोपी सिद्धांत के माध्यम से उत्पन्न होती हैं जो वर्गीकृत स्थान (इस स्थिति में अनंत [[ग्रासमैनियन]]) के लिए सदिश | विषय तक पहुंचने की विभिन्न विधियां हैं, जिनमें से प्रत्येक चेर्न वर्ग के थोड़े भिन्न स्वाद पर केंद्रित है। चेर्न कक्षाओं के लिए मूल दृष्टिकोण बीजगणितीय टोपोलॉजी के माध्यम से था। चेर्न कक्षाएं होमोटोपी सिद्धांत के माध्यम से उत्पन्न होती हैं जो वर्गीकृत स्थान (इस स्थिति में अनंत [[ग्रासमैनियन]]) के लिए सदिश समूह से जुड़ी मैपिंग प्रदान करती है। मैनिफोल्ड M पर किसी भी समष्टि सदिश समूह V के लिए, M से वर्गीकरण स्थान तक मैप F उपस्थित है, जैसे कि समूह V, वर्गीकरण स्थान पर सार्वभौमिक समूह के पुलबैक एवं F के समान है, एवं चेर्न कक्षाएं इसलिए V को सार्वभौमिक समूह के चेर्न वर्गों के पुलबैक के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। परिवर्तन में, इन सार्वभौमिक चेर्न वर्गों को शूबर्ट चक्रों के संदर्भ में स्पष्ट रूप से लिखा जा सकता है। | ||
यह दिखाया जा सकता है कि M से वर्गीकृत स्थान तक किन्हीं दो मानचित्रों F, G के लिए जिनके पुलबैक समान | यह दिखाया जा सकता है कि M से वर्गीकृत स्थान तक किन्हीं दो मानचित्रों F, G के लिए जिनके पुलबैक समान समूह V हैं, मानचित्र समस्थानिक होने चाहिए। इसलिए, किसी भी सार्वभौमिक चेर्न वर्ग के F या जी द्वारा M के कोहोमोलॉजी वर्ग में पुलबैक वर्ग होना चाहिए। इससे ज्ञात होता है कि V की चेर्न कक्षाएं उत्तम रूप से परिभाषित हैं। | ||
इस आलेख में मुख्य रूप से वर्णित वक्रता दृष्टिकोण के माध्यम से, चेर्न के दृष्टिकोण ने विभेदक ज्यामिति का उपयोग किया। उन्होंने दिखाया, कि पूर्व परिभाषा वास्तव में उनके समकक्ष थी। परिणामी सिद्धांत को चेर्न-वील सिद्धांत के रूप में जाना जाता है। | इस आलेख में मुख्य रूप से वर्णित वक्रता दृष्टिकोण के माध्यम से, चेर्न के दृष्टिकोण ने विभेदक ज्यामिति का उपयोग किया। उन्होंने दिखाया, कि पूर्व परिभाषा वास्तव में उनके समकक्ष थी। परिणामी सिद्धांत को चेर्न-वील सिद्धांत के रूप में जाना जाता है। | ||
[[अलेक्जेंडर ग्रोथेंडिक]] का दृष्टिकोण यह भी दर्शाता है कि स्वयंसिद्ध रूप से किसी को केवल लाइन | [[अलेक्जेंडर ग्रोथेंडिक]] का दृष्टिकोण यह भी दर्शाता है कि स्वयंसिद्ध रूप से किसी को केवल लाइन समूह केस को परिभाषित करने की आवश्यकता है। | ||
बीजगणितीय ज्यामिति में चेर्न वर्ग स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होते हैं। बीजगणितीय ज्यामिति में सामान्यीकृत चेर्न वर्गों को किसी भी गैर-एकवचन विविधता पर सदिश | बीजगणितीय ज्यामिति में चेर्न वर्ग स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होते हैं। बीजगणितीय ज्यामिति में सामान्यीकृत चेर्न वर्गों को किसी भी गैर-एकवचन विविधता पर सदिश समूहों (या अधिक सटीक रूप से, स्थानीय रूप से मुक्त शीव्स) के लिए परिभाषित किया जा सकता है। बीजगणित-ज्यामितीय चेर्न वर्गों को अंतर्निहित क्षेत्र में किसी विशेष गुण की आवश्यकता नहीं होती है। विशेष रूप से, सदिश समूहों का समष्टि होना आवश्यक नहीं है। | ||
विशेष प्रतिमान के पश्चात भी, चेर्न वर्ग का सहज अर्थ सदिश | विशेष प्रतिमान के पश्चात भी, चेर्न वर्ग का सहज अर्थ सदिश समूह के [[अनुभाग (श्रेणी सिद्धांत)]] के 'आवश्यक शून्य' से संबंधित है: उदाहरण के लिए प्रमेय कहता है कि कोई बालों वाली गेंद को सपाट नहीं कर सकता ([[बालों वाली गेंद प्रमेय]]) है। यद्यपि यह वास्तव में वास्तविक सदिश समूह (गेंद पर बाल वास्तव में वास्तविक रेखा की प्रतियां हैं) के बारे में प्रश्न बोल रहा है, ऐसे सामान्यीकरण हैं जिनमें बाल समष्टि हैं (नीचे समष्टि बालों वाली गेंद प्रमेय का उदाहरण देखें), या कई अन्य क्षेत्रों पर 1-आयामी प्रक्षेप्य स्थानों के लिए है। | ||
अधिक वर्णन के लिए चेर्न-साइमन्स सिद्धांत देखें। | अधिक वर्णन के लिए चेर्न-साइमन्स सिद्धांत देखें। | ||
== लाइन | == लाइन समूहों का चेर्न वर्ग == | ||
{{For| | {{For|शीफ़ सैद्धांतिक विवरण|घातीय शीफ़ अनुक्रम}} | ||
(मान लीजिए कि | (मान लीजिए कि X टोपोलॉजिकल स्पेस है जिसमें सीडब्ल्यू कॉम्प्लेक्स का होमोटॉपी प्रकार है।) | ||
महत्वपूर्ण विशेष विषय तब होता है जब V [[लाइन बंडल|लाइन समूह]] होता है। तत्पश्चात एकमात्र गैर-तुच्छ चेर्न वर्ग प्रथम चेर्न वर्ग है, जो X के दूसरे कोहोलॉजी समूह का तत्व है। चूंकि यह शीर्ष चेर्न वर्ग है, यह समूह के [[यूलर वर्ग]] के समान है। | |||
प्रथम चेर्न वर्ग अपरिवर्तनीयों का पूर्ण समुच्चय बन जाता है जिसके साथ टोपोलॉजिकल रूप से बोलते हुए, समष्टि लाइन समूहों को वर्गीकृत किया जाता है। अर्थात्, X एवं तत्वों के ऊपर लाइन समूहों के समरूपता वर्गों के मध्य आक्षेप <math>H^2(X;\Z)</math> है, जो अपने प्रथम चेर्न क्लास को लाइन समूह से जोड़ता है। इसके अतिरिक्त, यह आक्षेप समूह समरूपता है (इस प्रकार समरूपता): | |||
<math display="block">c_1(L \otimes L') = c_1(L) + c_1(L');</math> | <math display="block">c_1(L \otimes L') = c_1(L) + c_1(L');</math> | ||
समष्टि लाइन | समष्टि लाइन समूहों का [[टेंसर उत्पाद]] दूसरे कोहोमोलॉजी समूह में जोड़ से मेल खाता है।<ref>{{cite book | first1=Raoul | last1=Bott| first2=Loring|last2=Tu |author1-link=Raoul Bott |title=बीजगणितीय टोपोलॉजी में विभेदक रूप| date=1995|publisher=Springer|location=New York [u.a.]|isbn=3-540-90613-4|page=267ff|edition=Corr. 3. print.}}</ref><ref>{{cite web |at=Proposition 3.10.|first=Allen|last= Hatcher|author-link=Allen Hatcher| url=http://www.math.cornell.edu/~hatcher/VBKT/VB.pdf |title= Vector Bundles and K-theory}}</ref> | ||
बीजगणितीय ज्यामिति में, प्रथम चेर्न वर्ग द्वारा समष्टि रेखा | बीजगणितीय ज्यामिति में, प्रथम चेर्न वर्ग द्वारा समष्टि रेखा समूहों (आइसोमोर्फिज्म वर्गों) का यह वर्गीकरण वि[[भाजक (बीजगणितीय ज्यामिति)]] के [[रैखिक तुल्यता]] वर्गों द्वारा [[होलोमोर्फिक लाइन बंडल|होलोमोर्फिक लाइन समूह]]ों के (आइसोमोर्फिज्म वर्गों) वर्गीकरण का एक अपरिष्कृत अनुमान है। | ||
एक से अधिक आयाम वाले समष्टि सदिश | एक से अधिक आयाम वाले समष्टि सदिश समूहों के लिए, चेर्न वर्ग पूर्ण अपरिवर्तनीय नहीं हैं। | ||
== निर्माण == | == निर्माण == | ||
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{{main|Chern–Weil theory}} | {{main|Chern–Weil theory}} | ||
एक चिकनी मैनिफोल्ड एम पर सदिश | एक चिकनी मैनिफोल्ड एम पर सदिश समूह एन के एक समष्टि [[हर्मिटियन मीट्रिक]] सदिश समूह वी को देखते हुए, प्रत्येक चेर्न वर्ग के प्रतिनिधि (जिसे 'चेर्न फॉर्म' भी कहा जाता है) <math>c_k(V)</math> V को वक्रता रूप के विशिष्ट बहुपद के गुणांक के रूप में दिया गया है <math>\Omega</math> वी का. | ||
<math display="block">\det \left(\frac {it\Omega}{2\pi} +I\right) = \sum_k c_k(V) t^k</math> | <math display="block">\det \left(\frac {it\Omega}{2\pi} +I\right) = \sum_k c_k(V) t^k</math> | ||
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'''यूलर वर्ग के माध्यम से''' | '''यूलर वर्ग के माध्यम से''' | ||
कोई चेर्न वर्ग को यूलर वर्ग के संदर्भ में परिभाषित कर सकता है। मिल्नोर एवं स्टैशेफ की पुस्तक में यह दृष्टिकोण है, एवं एक सदिश | कोई चेर्न वर्ग को यूलर वर्ग के संदर्भ में परिभाषित कर सकता है। मिल्नोर एवं स्टैशेफ की पुस्तक में यह दृष्टिकोण है, एवं एक सदिश समूह के अभिविन्यास की भूमिका पर जोर देता है। | ||
मूल अवलोकन यह है कि एक समष्टि सदिश | मूल अवलोकन यह है कि एक समष्टि सदिश समूह एक विहित अभिविन्यास के साथ आता है, अंततः क्योंकि <math>\operatorname{GL}_n(\Complex)</math> जुड़ा है। इसलिए, कोई बस समूह के शीर्ष चेर्न वर्ग को उसके यूलर वर्ग (अंतर्निहित वास्तविक सदिश समूह का यूलर वर्ग) के रूप में परिभाषित करता है एवं निचले चेर्न वर्गों को आगमनात्मक विधियां से संभालता है। | ||
सटीक निर्माण इस प्रकार है. एक-कम रैंक का | सटीक निर्माण इस प्रकार है. एक-कम रैंक का समूह प्राप्त करने के लिए आधार परिवर्तन करने का विचार है। होने देना <math>\pi\colon E \to B</math> एक [[पैराकॉम्पैक्ट स्पेस]] बी पर एक समष्टि सदिश समूह बनें। बी को शून्य खंड के रूप में ई में एम्बेडेड होने के बारे में सोचें, आइए <math>B' = E \setminus B</math> एवं नए सदिश समूह को परिभाषित करें: | ||
<math display="block">E' \to B'</math> | <math display="block">E' \to B'</math> | ||
ऐसा है कि प्रत्येक फाइबर एफ में एक गैर-शून्य सदिश वी द्वारा फैली रेखा द्वारा ई के फाइबर एफ का भागफल है (बी' का एक बिंदु ई के फाइबर एफ एवं एफ पर एक गैर-शून्य सदिश द्वारा निर्दिष्ट किया गया है।)<ref>Editorial note: Our notation differs from Milnor−Stasheff, but seems more natural.</ref> तब <math>E'</math> फाइबर | ऐसा है कि प्रत्येक फाइबर एफ में एक गैर-शून्य सदिश वी द्वारा फैली रेखा द्वारा ई के फाइबर एफ का भागफल है (बी' का एक बिंदु ई के फाइबर एफ एवं एफ पर एक गैर-शून्य सदिश द्वारा निर्दिष्ट किया गया है।)<ref>Editorial note: Our notation differs from Milnor−Stasheff, but seems more natural.</ref> तब <math>E'</math> फाइबर समूह के लिए गाइसिन अनुक्रम से ई की तुलना में रैंक एक कम है <math>\pi|_{B'}\colon B' \to B</math>: | ||
<math display="block">\cdots \to \operatorname{H}^k(B; \Z) \overset{\pi|_{B'}^*} \to \operatorname{H}^k(B'; \Z) \to \cdots,</math> | <math display="block">\cdots \to \operatorname{H}^k(B; \Z) \overset{\pi|_{B'}^*} \to \operatorname{H}^k(B'; \Z) \to \cdots,</math> | ||
हमने देखा कि <math>\pi|_{B'}^*</math> के लिए एक समरूपता है <math>k < 2n-1</math>. होने देना | हमने देखा कि <math>\pi|_{B'}^*</math> के लिए एक समरूपता है <math>k < 2n-1</math>. होने देना | ||
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== उदाहरण == | == उदाहरण == | ||
===रीमैन क्षेत्र का समष्टि स्पर्शरेखा | ===रीमैन क्षेत्र का समष्टि स्पर्शरेखा समूह=== | ||
होने देना <math>\mathbb{CP}^1</math> [[रीमैन क्षेत्र]] बनें: 1-आयामी [[जटिल प्रक्षेप्य स्थान|समष्टि प्रक्षेप्य स्थान]]। मान लीजिए कि रीमैन क्षेत्र के लिए z एक [[होलोमोर्फिक फ़ंक्शन]] [[कई गुना]] है। होने देना <math>V=T\mathbb{CP}^1</math> समष्टि स्पर्शरेखा वाले सदिशों का | होने देना <math>\mathbb{CP}^1</math> [[रीमैन क्षेत्र]] बनें: 1-आयामी [[जटिल प्रक्षेप्य स्थान|समष्टि प्रक्षेप्य स्थान]]। मान लीजिए कि रीमैन क्षेत्र के लिए z एक [[होलोमोर्फिक फ़ंक्शन]] [[कई गुना]] है। होने देना <math>V=T\mathbb{CP}^1</math> समष्टि स्पर्शरेखा वाले सदिशों का समूह बनें <math>a \partial/\partial z</math> प्रत्येक बिंदु पर, जहां a एक सम्मिश्र संख्या है। हम हेयरी बॉल प्रमेय के समष्टि संस्करण को सिद्ध करते हैं: V में कोई खंड नहीं है जो हर जगह गैर-शून्य है। | ||
इसके लिए, हमें निम्नलिखित तथ्य की आवश्यकता है: एक तुच्छ | इसके लिए, हमें निम्नलिखित तथ्य की आवश्यकता है: एक तुच्छ समूह का प्रथम चेर्न वर्ग शून्य है, अर्थात, | ||
<math display="block">c_1(\mathbb{CP}^1\times \Complex)=0.</math> | <math display="block">c_1(\mathbb{CP}^1\times \Complex)=0.</math> | ||
यह इस तथ्य से प्रमाणित होता है कि एक तुच्छ | यह इस तथ्य से प्रमाणित होता है कि एक तुच्छ समूह हमेशा एक सपाट कनेक्शन को स्वीकार करता है। तो वो हम दिखाएंगे | ||
<math display="block">c_1(V) \not= 0.</math> | <math display="block">c_1(V) \not= 0.</math> | ||
काहलर मीट्रिक पर विचार करें | काहलर मीट्रिक पर विचार करें | ||
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कोई आसानी से दिखाता है कि वक्रता 2-रूप द्वारा दी गई है | कोई आसानी से दिखाता है कि वक्रता 2-रूप द्वारा दी गई है | ||
<math display="block">\Omega=\frac{2dz\wedge d\bar{z}}{(1+|z|^2)^2}.</math> | <math display="block">\Omega=\frac{2dz\wedge d\bar{z}}{(1+|z|^2)^2}.</math> | ||
इसके | इसके अतिरिक्त, प्रथम चेर्न वर्ग की परिभाषा के अनुसार | ||
<math display="block">c_1= \left[\frac{i}{2\pi} \operatorname{tr} \Omega\right] .</math> | <math display="block">c_1= \left[\frac{i}{2\pi} \operatorname{tr} \Omega\right] .</math> | ||
हमें यह दिखाना होगा कि यह सह-समरूपता वर्ग गैर-शून्य है। यह रीमैन क्षेत्र पर इसके अभिन्न अंग की गणना करने के लिए पर्याप्त है: | हमें यह दिखाना होगा कि यह सह-समरूपता वर्ग गैर-शून्य है। यह रीमैन क्षेत्र पर इसके अभिन्न अंग की गणना करने के लिए पर्याप्त है: | ||
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ध्रुवीय निर्देशांक पर स्विच करने के बाद। स्टोक्स के प्रमेय के अनुसार, एक [[सटीक रूप]] 0 पर एकीकृत होगा, इसलिए कोहोमोलॉजी वर्ग गैर-शून्य है। | ध्रुवीय निर्देशांक पर स्विच करने के बाद। स्टोक्स के प्रमेय के अनुसार, एक [[सटीक रूप]] 0 पर एकीकृत होगा, इसलिए कोहोमोलॉजी वर्ग गैर-शून्य है। | ||
इससे यह सिद्ध होता है <math>T\mathbb{CP}^1</math> कोई मामूली सदिश | इससे यह सिद्ध होता है <math>T\mathbb{CP}^1</math> कोई मामूली सदिश समूह नहीं है. | ||
=== समष्टि प्रक्षेप्य स्थान === | === समष्टि प्रक्षेप्य स्थान === | ||
ढेरों/ | ढेरों/समूहों का एक सटीक क्रम है:<ref>The sequence is sometimes called the [[Euler sequence]].</ref> | ||
<math display="block">0 \to \mathcal{O}_{\mathbb{CP}^n} \to \mathcal{O}_{\mathbb{CP}^n}(1)^{\oplus (n+1)} \to T\mathbb{CP}^n \to 0</math> | <math display="block">0 \to \mathcal{O}_{\mathbb{CP}^n} \to \mathcal{O}_{\mathbb{CP}^n}(1)^{\oplus (n+1)} \to T\mathbb{CP}^n \to 0</math> | ||
कहाँ <math>\mathcal{O}_{\mathbb{CP}^n} </math> संरचना शीफ़ है (यानी, तुच्छ रेखा | कहाँ <math>\mathcal{O}_{\mathbb{CP}^n} </math> संरचना शीफ़ है (यानी, तुच्छ रेखा समूह), <math>\mathcal{O}_{\mathbb{CP}^n}(1)</math> सेरे का ट्विस्टिंग शीफ (यानी, [[हाइपरप्लेन बंडल|हाइपरप्लेन समूह]]) है एवं अंतिम गैर-शून्य पद [[स्पर्शरेखा शीफ]]/समूह है। | ||
उपरोक्त अनुक्रम प्राप्त करने के दो विधियां हैं: | उपरोक्त अनुक्रम प्राप्त करने के दो विधियां हैं: | ||
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कुल चेर्न वर्ग की योगात्मकता द्वारा <math>c = 1 + c_1 + c_2 + \cdots</math> (अर्थात, व्हिटनी योग सूत्र), | कुल चेर्न वर्ग की योगात्मकता द्वारा <math>c = 1 + c_1 + c_2 + \cdots</math> (अर्थात, व्हिटनी योग सूत्र), | ||
<math display="block">c(\Complex\mathbb{P}^n) \overset{\mathrm{def}}= c(T\mathbb{CP}^n) = c(\mathcal{O}_{\Complex\mathbb{P}^n}(1))^{n+1} = (1+a)^{n+1},</math> | <math display="block">c(\Complex\mathbb{P}^n) \overset{\mathrm{def}}= c(T\mathbb{CP}^n) = c(\mathcal{O}_{\Complex\mathbb{P}^n}(1))^{n+1} = (1+a)^{n+1},</math> | ||
जहां a कोहोमोलॉजी समूह का विहित जनरेटर है <math>H^2(\Complex\mathbb{P}^n, \Z )</math>; यानी, टॉटोलॉजिकल लाइन | जहां a कोहोमोलॉजी समूह का विहित जनरेटर है <math>H^2(\Complex\mathbb{P}^n, \Z )</math>; यानी, टॉटोलॉजिकल लाइन समूह के पहले चेर्न वर्ग का नकारात्मक <math>\mathcal{O}_{\Complex\mathbb{P}^n}(-1)</math> (टिप्पणी: <math>c_1(E^*) = -c_1(E)</math> कब <math>E^*</math> E का द्वैत है।) | ||
विशेष रूप से, किसी के लिए <math>k\ge 0</math>, | विशेष रूप से, किसी के लिए <math>k\ge 0</math>, | ||
== <math display="block">c_k(\Complex\mathbb{P}^n) = \binom{n+1}{k} a^k.</math>चेर्न बहुपद == | == <math display="block">c_k(\Complex\mathbb{P}^n) = \binom{n+1}{k} a^k.</math>चेर्न बहुपद == | ||
चेर्न बहुपद चेर्न वर्गों एवं संबंधित धारणाओं को व्यवस्थित रूप से संभालने का एक सुविधाजनक तरीका है। परिभाषा के अनुसार, एक समष्टि सदिश | चेर्न बहुपद चेर्न वर्गों एवं संबंधित धारणाओं को व्यवस्थित रूप से संभालने का एक सुविधाजनक तरीका है। परिभाषा के अनुसार, एक समष्टि सदिश समूह ई के लिए, 'चेर्न बहुपद' सी<sub>''t''</sub> E का मान निम्न द्वारा दिया गया है: | ||
<math display="block">c_t(E) =1 + c_1(E) t + \cdots + c_n(E) t^n.</math> | <math display="block">c_t(E) =1 + c_1(E) t + \cdots + c_n(E) t^n.</math> | ||
यह कोई नया अपरिवर्तनीय नहीं है: औपचारिक चर t केवल c की डिग्री का ट्रैक रखता है<sub>''k''</sub>(एवं)।<ref>In a ring-theoretic term, there is an isomorphism of graded rings: | यह कोई नया अपरिवर्तनीय नहीं है: औपचारिक चर t केवल c की डिग्री का ट्रैक रखता है<sub>''k''</sub>(एवं)।<ref>In a ring-theoretic term, there is an isomorphism of graded rings: | ||
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व्हिटनी योग सूत्र, चेर्न वर्गों के सिद्धांतों में से एक (नीचे देखें), कहता है कि सी<sub>''t''</sub> इस अर्थ में योगात्मक है: | व्हिटनी योग सूत्र, चेर्न वर्गों के सिद्धांतों में से एक (नीचे देखें), कहता है कि सी<sub>''t''</sub> इस अर्थ में योगात्मक है: | ||
<math display="block">c_t(E \oplus E') = c_t(E) c_t(E').</math> | <math display="block">c_t(E \oplus E') = c_t(E) c_t(E').</math> | ||
अब अगर <math>E = L_1 \oplus \cdots \oplus L_n</math> (समष्टि) लाइन | अब अगर <math>E = L_1 \oplus \cdots \oplus L_n</math> (समष्टि) लाइन समूहों का प्रत्यक्ष योग है, तो यह योग सूत्र से निम्नानुसार है: | ||
<math display="block">c_t(E) = (1+a_1(E) t) \cdots (1+a_n(E) t)</math> | <math display="block">c_t(E) = (1+a_1(E) t) \cdots (1+a_n(E) t)</math> | ||
कहाँ <math>a_i(E) = c_1(L_i)</math> पहली चेर्न कक्षाएं हैं। जड़ें <math>a_i(E)</math>, जिसे ''ई'' की चेर्न जड़ें कहा जाता है, बहुपद के गुणांक निर्धारित करते हैं: यानी, | कहाँ <math>a_i(E) = c_1(L_i)</math> पहली चेर्न कक्षाएं हैं। जड़ें <math>a_i(E)</math>, जिसे ''ई'' की चेर्न जड़ें कहा जाता है, बहुपद के गुणांक निर्धारित करते हैं: यानी, | ||
<math display="block">c_k(E) = \sigma_k(a_1(E), \ldots, a_n(E))</math> | <math display="block">c_k(E) = \sigma_k(a_1(E), \ldots, a_n(E))</math> | ||
जहां पी<sub>''k''</sub> [[प्राथमिक सममित बहुपद]] हैं। दूसरे शब्दों में, ए के बारे में सोचना<sub>''i''</sub> औपचारिक चर के रूप में, सी<sub>''k''</sub> पी हैं<sub>''k''</sub>. [[सममित बहुपद]] पर एक बुनियादी तथ्य यह है कि कोई भी सममित बहुपद, मान लीजिए, टी<sub>''i''</sub>टी में प्राथमिक सममित बहुपदों में एक बहुपद है<sub>''i''</sub>'एस। या तो [[विभाजन सिद्धांत]] द्वारा या रिंग सिद्धांत द्वारा, कोई चेर्न बहुपद <math>c_t(E)</math> कोहोमोलॉजी रिंग को बड़ा करने के बाद रैखिक कारकों में गुणनखंडित किया जाता है; E को पिछली चर्चा में लाइन | जहां पी<sub>''k''</sub> [[प्राथमिक सममित बहुपद]] हैं। दूसरे शब्दों में, ए के बारे में सोचना<sub>''i''</sub> औपचारिक चर के रूप में, सी<sub>''k''</sub> पी हैं<sub>''k''</sub>. [[सममित बहुपद]] पर एक बुनियादी तथ्य यह है कि कोई भी सममित बहुपद, मान लीजिए, टी<sub>''i''</sub>टी में प्राथमिक सममित बहुपदों में एक बहुपद है<sub>''i''</sub>'एस। या तो [[विभाजन सिद्धांत]] द्वारा या रिंग सिद्धांत द्वारा, कोई चेर्न बहुपद <math>c_t(E)</math> कोहोमोलॉजी रिंग को बड़ा करने के बाद रैखिक कारकों में गुणनखंडित किया जाता है; E को पिछली चर्चा में लाइन समूहों का सीधा योग होना आवश्यक नहीं है। निष्कर्ष यह है | ||
{{block indent | em = 1.5 | text = "One can evaluate any symmetric polynomial ''f'' at a complex vector bundle ''E'' by writing ''f'' as a polynomial in σ<sub>''k''</sub> and then replacing σ<sub>''k''</sub> by ''c''<sub>''k''</sub>(''E'')."}} | {{block indent | em = 1.5 | text = "One can evaluate any symmetric polynomial ''f'' at a complex vector bundle ''E'' by writing ''f'' as a polynomial in σ<sub>''k''</sub> and then replacing σ<sub>''k''</sub> by ''c''<sub>''k''</sub>(''E'')."}} | ||
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उदाहरण: ''ई'' का टोड वर्ग इस प्रकार दिया गया है: | उदाहरण: ''ई'' का टोड वर्ग इस प्रकार दिया गया है: | ||
<math display="block">\operatorname{td}(E) = \prod_1^n {a_i \over 1 - e^{-a_i}} = 1 + {1 \over 2} c_1 + {1 \over 12} (c_1^2 + c_2) + \cdots.</math> | <math display="block">\operatorname{td}(E) = \prod_1^n {a_i \over 1 - e^{-a_i}} = 1 + {1 \over 2} c_1 + {1 \over 12} (c_1^2 + c_2) + \cdots.</math> | ||
टिप्पणी: यह अवलोकन कि चेर्न वर्ग अनिवार्य रूप से एक प्राथमिक सममित बहुपद है, चेर्न वर्गों को परिभाषित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। चलो ''जी''<sub>''n''</sub> एन-आयामी समष्टि सदिश स्थानों के [[अनंत ग्रासमैनियन]] बनें। यह इस अर्थ में एक वर्गीकृत स्थान है कि, एक्स के ऊपर रैंक एन के एक समष्टि सदिश | टिप्पणी: यह अवलोकन कि चेर्न वर्ग अनिवार्य रूप से एक प्राथमिक सममित बहुपद है, चेर्न वर्गों को परिभाषित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। चलो ''जी''<sub>''n''</sub> एन-आयामी समष्टि सदिश स्थानों के [[अनंत ग्रासमैनियन]] बनें। यह इस अर्थ में एक वर्गीकृत स्थान है कि, एक्स के ऊपर रैंक एन के एक समष्टि सदिश समूह ई को देखते हुए, एक सतत मानचित्र है | ||
<math display="block">f_E: X \to G_n</math> | <math display="block">f_E: X \to G_n</math> | ||
समरूपता तक अद्वितीय। बोरेल का प्रमेय जी की कोहोमोलॉजी रिंग कहता है<sub>''n''</sub> बिल्कुल सममित बहुपदों का वलय है, जो प्राथमिक सममित बहुपदों में बहुपद हैं σ<sub>''k''</sub>; तो, एफ का पुलबैक<sub>''E''</sub> पढ़ता है: | समरूपता तक अद्वितीय। बोरेल का प्रमेय जी की कोहोमोलॉजी रिंग कहता है<sub>''n''</sub> बिल्कुल सममित बहुपदों का वलय है, जो प्राथमिक सममित बहुपदों में बहुपद हैं σ<sub>''k''</sub>; तो, एफ का पुलबैक<sub>''E''</sub> पढ़ता है: | ||
<math display="block">f_E^*: \Z [\sigma_1, \ldots, \sigma_n] \to H^*(X, \Z ).</math> | <math display="block">f_E^*: \Z [\sigma_1, \ldots, \sigma_n] \to H^*(X, \Z ).</math> | ||
तत्पश्चात एक कहता है: | |||
<math display="block">c_k(E) = f_E^*(\sigma_k).</math> | <math display="block">c_k(E) = f_E^*(\sigma_k).</math> | ||
टिप्पणी: कोई भी चारित्रिक वर्ग चेर्न वर्गों में एक बहुपद है, जिसका कारण इस प्रकार है। होने देना <math>\operatorname{Vect}_n^{\Complex}</math> कॉन्ट्रावेरिएंट फ़ैक्टर बनें, जो सीडब्ल्यू कॉम्प्लेक्स एक्स के लिए, एक्स के ऊपर रैंक एन के समष्टि सदिश | टिप्पणी: कोई भी चारित्रिक वर्ग चेर्न वर्गों में एक बहुपद है, जिसका कारण इस प्रकार है। होने देना <math>\operatorname{Vect}_n^{\Complex}</math> कॉन्ट्रावेरिएंट फ़ैक्टर बनें, जो सीडब्ल्यू कॉम्प्लेक्स एक्स के लिए, एक्स के ऊपर रैंक एन के समष्टि सदिश समूहों के आइसोमोर्फिज्म वर्गों का समुच्चय निर्दिष्ट करता है एवं, एक मानचित्र पर, इसका पुलबैक प्रदान करता है। परिभाषा के अनुसार, एक विशिष्ट वर्ग एक प्राकृतिक परिवर्तन है <math>\operatorname{Vect}_n^{\Complex } = [-, G_n]</math> कोहोमोलॉजी फ़ैक्टर के लिए <math>H^*(-, \Z ).</math> सहसंयोजी वलय की वलय संरचना के कारण विशिष्ट वर्ग एक वलय बनाते हैं। योनेडा की लेम्मा कहती है कि विशिष्ट वर्गों का यह वलय वास्तव में जी का कोहोमोलॉजी वलय है<sub>''n''</sub>: | ||
== <math display="block">\operatorname{Nat}([-, G_n], H^*(-, \Z )) = H^*(G_n, \Z ) = \Z [\sigma_1, \ldots, \sigma_n].</math>गणना सूत्र == | == <math display="block">\operatorname{Nat}([-, G_n], H^*(-, \Z )) = H^*(G_n, \Z ) = \Z [\sigma_1, \ldots, \sigma_n].</math>गणना सूत्र == | ||
मान लीजिए E रैंक r का एक सदिश | मान लीजिए E रैंक r का एक सदिश समूह है एवं <math>c_t(E) = \sum_{i = 0}^r c_i(E)t^i</math> इसका #चेर्न बहुपद। | ||
*दोहरे | *दोहरे समूह के लिए <math>E^*</math> का <math>E</math>, <math>c_i(E^*) = (-1)^i c_i(E)</math>.<ref>{{harvnb|Fulton|loc=Remark 3.2.3. (a)}}</ref> | ||
*यदि L एक लाइन | *यदि L एक लाइन समूह है, तो<ref>{{harvnb|Fulton|loc=Remark 3.2.3. (b)}}</ref><ref>{{harvnb|Fulton|loc=Example 3.2.2. }}</ref> <math display="block">c_t(E \otimes L) = \sum_{i=0}^r c_i(E) c_t(L)^{r-i} t^i</math> इसलिए <math>c_i(E \otimes L), i = 1, 2, \dots, r</math> हैं <math display="block">c_1(E) + r c_1(L), \dots, \sum_{j=0}^i \binom{r-i+j}{j} c_{i-j}(E) c_1(L)^j, \dots, \sum_{j=0}^r c_{r-j}(E) c_1(L)^j.</math> | ||
*चेर्न जड़ों के लिए <math>\alpha_1, \dots, \alpha_r</math> का <math>E</math>,<ref>{{harvnb|Fulton|loc=Remark 3.2.3. (c)}}</ref> <math display="block">\begin{align} | *चेर्न जड़ों के लिए <math>\alpha_1, \dots, \alpha_r</math> का <math>E</math>,<ref>{{harvnb|Fulton|loc=Remark 3.2.3. (c)}}</ref> <math display="block">\begin{align} | ||
c_t(\operatorname{Sym}^p E) &= \prod_{i_1 \le \cdots \le i_p} (1 + (\alpha_{i_1} + \cdots + \alpha_{i_p})t), \\ | c_t(\operatorname{Sym}^p E) &= \prod_{i_1 \le \cdots \le i_p} (1 + (\alpha_{i_1} + \cdots + \alpha_{i_p})t), \\ | ||
| Line 179: | Line 179: | ||
=== सूत्रों का अनुप्रयोग === | === सूत्रों का अनुप्रयोग === | ||
हम लाइन | हम लाइन समूहों के शेष चेरन वर्गों की गणना करने के लिए इन अमूर्त गुणों का उपयोग कर सकते हैं <math>\mathbb{CP}^1</math>. याद करें कि <math>\mathcal{O}(-1)^* \cong \mathcal{O}(1)</math> दिखा <math>c_1(\mathcal{O}(1)) = 1 \in H^2(\mathbb{CP}^1;\mathbb{Z})</math>. तत्पश्चात टेंसर शक्तियों का उपयोग करके, हम उन्हें चेर्न वर्गों से जोड़ सकते हैं <math>c_1(\mathcal{O}(n)) = n</math> किसी भी पूर्णांक के लिए. | ||
== गुण == | == गुण == | ||
[[टोपोलॉजिकल स्पेस]] X पर एक समष्टि सदिश | [[टोपोलॉजिकल स्पेस]] X पर एक समष्टि सदिश समूह E को देखते हुए, E की चेर्न कक्षाएं<sub>k</sub>(ई), का एक तत्व है | ||
<math display="block">H^{2k}(X;\Z),</math> | <math display="block">H^{2k}(X;\Z),</math> | ||
[[पूर्णांक]] गुणांकों के साथ X की सहसंरूपता। कोई 'कुल चेर्न क्लास' को भी परिभाषित कर सकता है | [[पूर्णांक]] गुणांकों के साथ X की सहसंरूपता। कोई 'कुल चेर्न क्लास' को भी परिभाषित कर सकता है | ||
| Line 192: | Line 192: | ||
चेर्न वर्ग निम्नलिखित चार सिद्धांतों को संतुष्ट करते हैं: | चेर्न वर्ग निम्नलिखित चार सिद्धांतों को संतुष्ट करते हैं: | ||
# <math>c_0(E) = 1</math> सभी ई के लिए | # <math>c_0(E) = 1</math> सभी ई के लिए | ||
# स्वाभाविकता: यदि <math>f : Y \to X</math> [[सतत कार्य (टोपोलॉजी)]] है एवं f*E, E का [[पुलबैक बंडल]] है <math>c_k(f^* E) = f^* c_k(E)</math>. | # स्वाभाविकता: यदि <math>f : Y \to X</math> [[सतत कार्य (टोपोलॉजी)]] है एवं f*E, E का [[पुलबैक बंडल|पुलबैक समूह]] है <math>c_k(f^* E) = f^* c_k(E)</math>. | ||
# [[हस्लर व्हिटनी]] योग सूत्र: यदि <math>F \to X</math> एक एवं समष्टि सदिश | # [[हस्लर व्हिटनी]] योग सूत्र: यदि <math>F \to X</math> एक एवं समष्टि सदिश समूह है, तत्पश्चात सदिश समूहों के प्रत्यक्ष योग का चेर्न वर्ग <math>E \oplus F</math> द्वारा दिए गए हैं <math display="block">c(E \oplus F) = c(E) \smile c(F);</math> वह है, <math display="block">c_k(E \oplus F) = \sum_{i = 0}^k c_i(E) \smile c_{k - i}(F).</math> | ||
# सामान्यीकरण: [[टॉटोलॉजिकल लाइन बंडल]] का कुल चेर्न वर्ग <math>\mathbb{CP}^k</math> 1−H है, जहां H पोंकारे द्वैत है|[[हाइपरप्लेन]] के लिए पोंकारे दोहरा है <math>\mathbb{CP}^{k - 1} \subseteq \mathbb{CP}^k</math>. | # सामान्यीकरण: [[टॉटोलॉजिकल लाइन बंडल|टॉटोलॉजिकल लाइन समूह]] का कुल चेर्न वर्ग <math>\mathbb{CP}^k</math> 1−H है, जहां H पोंकारे द्वैत है|[[हाइपरप्लेन]] के लिए पोंकारे दोहरा है <math>\mathbb{CP}^{k - 1} \subseteq \mathbb{CP}^k</math>. | ||
===ग्रोथेंडिक स्वयंसिद्ध दृष्टिकोण=== | ===ग्रोथेंडिक स्वयंसिद्ध दृष्टिकोण=== | ||
वैकल्पिक रूप से, {{harvs|txt|authorlink=Alexander Grothendieck|first=Alexander|last=Grothendieck|year=1958}} इन्हें सिद्धांतों के थोड़े छोटे | वैकल्पिक रूप से, {{harvs|txt|authorlink=Alexander Grothendieck|first=Alexander|last=Grothendieck|year=1958}} इन्हें सिद्धांतों के थोड़े छोटे समुच्चय से प्रतिस्थापित किया गया: | ||
* स्वाभाविकता: (ऊपर के समान) | * स्वाभाविकता: (ऊपर के समान) | ||
* एडिटिविटी: यदि <math> 0\to E'\to E\to E''\to 0</math> तो, सदिश | * एडिटिविटी: यदि <math> 0\to E'\to E\to E''\to 0</math> तो, सदिश समूहों का एक [[सटीक क्रम]] है <math>c(E)=c(E')\smile c(E'')</math>. | ||
* सामान्यीकरण: यदि ई एक लाइन | * सामान्यीकरण: यदि ई एक लाइन समूह है, तो <math>c(E)=1+e(E_{\R})</math> कहाँ <math>e(E_{\R})</math> अंतर्निहित वास्तविक सदिश समूह का यूलर वर्ग है। | ||
वह लेरे-हिर्श प्रमेय का उपयोग करके दिखाते हैं कि एक मनमाना परिमित रैंक समष्टि सदिश | वह लेरे-हिर्श प्रमेय का उपयोग करके दिखाते हैं कि एक मनमाना परिमित रैंक समष्टि सदिश समूह के कुल चेर्न वर्ग को टॉटोलॉजिकल रूप से परिभाषित लाइन समूह के पहले चेर्न वर्ग के संदर्भ में परिभाषित किया जा सकता है। | ||
अर्थात्, प्रोजेक्टिवाइज़ेशन का परिचय देना <math>\mathbb{P}(E)</math> रैंक एन समष्टि सदिश | अर्थात्, प्रोजेक्टिवाइज़ेशन का परिचय देना <math>\mathbb{P}(E)</math> रैंक एन समष्टि सदिश समूह ई → बी पर फाइबर समूह के रूप में बी जिसका फाइबर किसी भी बिंदु पर है <math>b\in B</math> फाइबर ई का प्रक्षेप्य स्थान है<sub>b</sub>. इस समूह का कुल स्थान <math>\mathbb{P}(E)</math> इसके टॉटोलॉजिकल कॉम्प्लेक्स लाइन समूह से सुसज्जित है, जिसे हम निरूपित करते हैं <math>\tau</math>, एवं प्रथम चेर्न वर्ग | ||
<math display="block">c_1(\tau)=: -a</math> | <math display="block">c_1(\tau)=: -a</math> | ||
प्रत्येक फाइबर पर प्रतिबंध लगाता है <math>\mathbb{P}(E_b)</math> हाइपरप्लेन के (पोंकारे-डुअल) वर्ग को घटाकर, जो समष्टि प्रक्षेप्य स्थानों के सह-समरूपता को ध्यान में रखते हुए, फाइबर के सह-समरूपता को फैलाता है। | प्रत्येक फाइबर पर प्रतिबंध लगाता है <math>\mathbb{P}(E_b)</math> हाइपरप्लेन के (पोंकारे-डुअल) वर्ग को घटाकर, जो समष्टि प्रक्षेप्य स्थानों के सह-समरूपता को ध्यान में रखते हुए, फाइबर के सह-समरूपता को फैलाता है। | ||
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विशेष रूप से, कोई ई के चेर्न वर्गों को ग्रोथेंडिक के अर्थ में परिभाषित कर सकता है, जिसे दर्शाया गया है <math>c_1(E), \ldots c_n(E)</math> इस प्रकार कक्षा का विस्तार करके <math>-a^n</math>, संबंध के साथ: | विशेष रूप से, कोई ई के चेर्न वर्गों को ग्रोथेंडिक के अर्थ में परिभाषित कर सकता है, जिसे दर्शाया गया है <math>c_1(E), \ldots c_n(E)</math> इस प्रकार कक्षा का विस्तार करके <math>-a^n</math>, संबंध के साथ: | ||
<math display="block"> - a^n = c_1(E)\cdot a^{n-1}+ \cdots + c_{n-1}(E) \cdot a + c_n(E) .</math> | <math display="block"> - a^n = c_1(E)\cdot a^{n-1}+ \cdots + c_{n-1}(E) \cdot a + c_n(E) .</math> | ||
तत्पश्चात कोई यह जाँच सकता है कि यह वैकल्पिक परिभाषा किसी भी अन्य परिभाषा से मेल खाती है जिसे कोई पसंद कर सकता है, या पिछले स्वयंसिद्ध लक्षण वर्णन का उपयोग कर सकता है। | |||
===शीर्ष चेर्न वर्ग=== | ===शीर्ष चेर्न वर्ग=== | ||
वास्तव में, ये गुण विशिष्ट रूप से चेर्न वर्गों की विशेषता बताते हैं। अन्य बातों के | वास्तव में, ये गुण विशिष्ट रूप से चेर्न वर्गों की विशेषता बताते हैं। अन्य बातों के अतिरिक्त, उनका तात्पर्य यह है: | ||
* यदि n, V की सम्मिश्र रैंक है, तो <math>c_k(V) = 0</math> सभी k > n के लिए। इस प्रकार कुल चेर्न वर्ग समाप्त हो जाता है। | * यदि n, V की सम्मिश्र रैंक है, तो <math>c_k(V) = 0</math> सभी k > n के लिए। इस प्रकार कुल चेर्न वर्ग समाप्त हो जाता है। | ||
* वी (अर्थ) का शीर्ष चेर्न वर्ग <math>c_n(V)</math>, जहां n V का रैंक है) हमेशा अंतर्निहित वास्तविक सदिश | * वी (अर्थ) का शीर्ष चेर्न वर्ग <math>c_n(V)</math>, जहां n V का रैंक है) हमेशा अंतर्निहित वास्तविक सदिश समूह के यूलर वर्ग के समान होता है। | ||
== बीजगणितीय ज्यामिति में == | == बीजगणितीय ज्यामिति में == | ||
=== स्वयंसिद्ध वर्णन === | === स्वयंसिद्ध वर्णन === | ||
चेर्न कक्षाओं का एक एवं निर्माण है जो कोहोमोलॉजी रिंग, [[चाउ रिंग]] के बीजगणितीय एनालॉग में मान लेता है। यह दिखाया जा सकता है कि चेर्न कक्षाओं का एक अनूठा सिद्धांत है जैसे कि यदि आपको बीजगणितीय सदिश | चेर्न कक्षाओं का एक एवं निर्माण है जो कोहोमोलॉजी रिंग, [[चाउ रिंग]] के बीजगणितीय एनालॉग में मान लेता है। यह दिखाया जा सकता है कि चेर्न कक्षाओं का एक अनूठा सिद्धांत है जैसे कि यदि आपको बीजगणितीय सदिश समूह दिया जाता है <math>E \to X</math> अर्ध-प्रक्षेपी विविधता पर वर्गों का एक क्रम होता है <math>c_i(E) \in A^i(X)</math> ऐसा है कि | ||
# <math>c_0(E) = 1</math> | # <math>c_0(E) = 1</math> | ||
# एक उलटे पूले के लिए <math>\mathcal{O}_X(D)</math> (ताकि <math>D</math> एक [[कार्टियर विभाजक]] है), <math>c_1(\mathcal{O}_X(D)) | # एक उलटे पूले के लिए <math>\mathcal{O}_X(D)</math> (ताकि <math>D</math> एक [[कार्टियर विभाजक]] है), <math>c_1(\mathcal{O}_X(D)) | ||
= [D]</math> | = [D]</math> | ||
# सदिश | # सदिश समूहों का सटीक क्रम दिया गया है <math> 0 \to E' \to E \to E'' \to 0 </math> व्हिटनी योग सूत्र मानता है: <math>c(E) = c(E')c(E'')</math> | ||
# <math>c_i(E) = 0</math> के लिए <math>i > \text{rank}(E)</math> | # <math>c_i(E) = 0</math> के लिए <math>i > \text{rank}(E)</math> | ||
# वो मैप <math>E \mapsto c(E)</math> एक वलय आकारिकी तक विस्तारित है <math>c:K_0(X) \to A^\bullet(X)</math> | # वो मैप <math>E \mapsto c(E)</math> एक वलय आकारिकी तक विस्तारित है <math>c:K_0(X) \to A^\bullet(X)</math> | ||
'''डिग्री डी हाइपरसर्फेस''' | '''डिग्री डी हाइपरसर्फेस''' | ||
अगर <math>X \subset \mathbb{P}^3</math> एक डिग्री है <math>d</math> चिकनी हाइपरसतह, हमारे पास संक्षिप्त सटीक अनुक्रम है <math display="block">0 \to \mathcal{T}_X \to \mathcal{T}_{\mathbb{P}^3}|_X \to \mathcal{O}_X(d) \to 0</math> रिश्ता दे रहा हूँ <math display="block">c(\mathcal{T}_X) = \frac{c(\mathcal{T}_{\mathbb{P}^3|_X})}{c(\mathcal{O}_X(d))}</math> | अगर <math>X \subset \mathbb{P}^3</math> एक डिग्री है <math>d</math> चिकनी हाइपरसतह, हमारे पास संक्षिप्त सटीक अनुक्रम है <math display="block">0 \to \mathcal{T}_X \to \mathcal{T}_{\mathbb{P}^3}|_X \to \mathcal{O}_X(d) \to 0</math> रिश्ता दे रहा हूँ <math display="block">c(\mathcal{T}_X) = \frac{c(\mathcal{T}_{\mathbb{P}^3|_X})}{c(\mathcal{O}_X(d))}</math> तत्पश्चात हम इसकी गणना इस प्रकार कर सकते हैं | ||
<math display="block">\begin{align} | <math display="block">\begin{align} | ||
c(\mathcal{T}_X) &= \frac{(1+[H])^4}{(1 + d[H])} \\ | c(\mathcal{T}_X) &= \frac{(1+[H])^4}{(1 + d[H])} \\ | ||
| Line 247: | Line 247: | ||
===चेर्न चरित्र=== | ===चेर्न चरित्र=== | ||
चेर्न कक्षाओं का उपयोग किसी स्थान के [[टोपोलॉजिकल के-सिद्धांत]] से लेकर उसके तर्कसंगत कोहोमोलॉजी ( | चेर्न कक्षाओं का उपयोग किसी स्थान के [[टोपोलॉजिकल के-सिद्धांत]] से लेकर उसके तर्कसंगत कोहोमोलॉजी (पूर्ण होने) तक रिंगों की एक समरूपता का निर्माण करने के लिए किया जा सकता है। एक लाइन समूह एल के लिए, चेर्न कैरेक्टर सीएच द्वारा परिभाषित किया गया है | ||
<math display="block">\operatorname{ch}(L) = \exp(c_1(L)) := \sum_{m=0}^\infty \frac{c_1(L)^m}{m!}.</math> | <math display="block">\operatorname{ch}(L) = \exp(c_1(L)) := \sum_{m=0}^\infty \frac{c_1(L)^m}{m!}.</math> | ||
अधिक सामान्यतः, यदि <math>V = L_1 \oplus \cdots \oplus L_n</math> प्रथम चेर्न कक्षाओं के साथ लाइन | अधिक सामान्यतः, यदि <math>V = L_1 \oplus \cdots \oplus L_n</math> प्रथम चेर्न कक्षाओं के साथ लाइन समूहों का सीधा योग है <math>x_i = c_1(L_i),</math> चेर्न चरित्र को योगात्मक रूप से परिभाषित किया गया है | ||
<math display="block"> \operatorname{ch}(V) = e^{x_1} + \cdots + e^{x_n} :=\sum_{m=0}^\infty \frac{1}{m!}(x_1^m + \cdots + x_n^m). </math> | <math display="block"> \operatorname{ch}(V) = e^{x_1} + \cdots + e^{x_n} :=\sum_{m=0}^\infty \frac{1}{m!}(x_1^m + \cdots + x_n^m). </math> | ||
इसे इस प्रकार पुनः लिखा जा सकता है:<ref>(See also {{slink||Chern polynomial}}.) Observe that when ''V'' is a sum of line bundles, the Chern classes of ''V'' can be expressed as [[elementary symmetric polynomials]] in the <math>x_i</math>, <math>c_i(V) = e_i(x_1,\ldots,x_n).</math> | इसे इस प्रकार पुनः लिखा जा सकता है:<ref>(See also {{slink||Chern polynomial}}.) Observe that when ''V'' is a sum of line bundles, the Chern classes of ''V'' can be expressed as [[elementary symmetric polynomials]] in the <math>x_i</math>, <math>c_i(V) = e_i(x_1,\ldots,x_n).</math> | ||
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<math display="block"> \operatorname{ch}(V) = \operatorname{rk}(V) + c_1(V) + \frac{1}{2}(c_1(V)^2 - 2c_2(V)) + \frac{1}{6} (c_1(V)^3 - 3c_1(V)c_2(V) + 3c_3(V)) + \cdots.</math> | <math display="block"> \operatorname{ch}(V) = \operatorname{rk}(V) + c_1(V) + \frac{1}{2}(c_1(V)^2 - 2c_2(V)) + \frac{1}{6} (c_1(V)^3 - 3c_1(V)c_2(V) + 3c_3(V)) + \cdots.</math> | ||
विभाजन सिद्धांत को लागू करके उचित ठहराए गए इस अंतिम अभिव्यक्ति को मनमाने ढंग से सदिश | विभाजन सिद्धांत को लागू करके उचित ठहराए गए इस अंतिम अभिव्यक्ति को मनमाने ढंग से सदिश समूह वी के लिए परिभाषा सीएच (वी) के रूप में लिया जाता है। | ||
यदि एक कनेक्शन का उपयोग चेर्न वर्गों को परिभाषित करने के लिए किया जाता है जब आधार कई गुना होता है (यानी, चेर्न-वेइल सिद्धांत), तो चेर्न चरित्र का स्पष्ट रूप है | यदि एक कनेक्शन का उपयोग चेर्न वर्गों को परिभाषित करने के लिए किया जाता है जब आधार कई गुना होता है (यानी, चेर्न-वेइल सिद्धांत), तो चेर्न चरित्र का स्पष्ट रूप है | ||
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===चेर्न संख्या=== | ===चेर्न संख्या=== | ||
यदि हम आयाम के एक [[ कुंडा कई गुना ]] पर काम करते हैं <math>2n</math>, | यदि हम आयाम के एक [[ कुंडा कई गुना ]] पर काम करते हैं <math>2n</math>, तत्पश्चात कुल डिग्री के चेर्न वर्गों का कोई भी उत्पाद <math>2n</math> (अर्थात, उत्पाद में चेर्न वर्गों के सूचकांकों का योग होना चाहिए <math>n</math>) को एक पूर्णांक, सदिश समूह का चेर्न नंबर देने के लिए [[ओरिएंटेशन होमोलॉजी क्लास]] (या मैनिफोल्ड पर एकीकृत) के साथ जोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि मैनिफोल्ड का आयाम 6 है, तो तीन रैखिक रूप से स्वतंत्र चेर्न संख्याएँ दी गई हैं <math>c_1^3</math>, <math>c_1 c_2</math>, एवं <math>c_3</math>. सामान्य तौर पर, यदि मैनिफ़ोल्ड में आयाम है <math>2n</math>, संभावित स्वतंत्र चेर्न संख्याओं की संख्या [[पूर्णांक विभाजन]]ों की संख्या है <math>n</math>. | ||
एक समष्टि (या लगभग समष्टि) मैनिफोल्ड के स्पर्शरेखा | एक समष्टि (या लगभग समष्टि) मैनिफोल्ड के स्पर्शरेखा समूह के चेर्न नंबरों को मैनिफोल्ड के चेर्न नंबर कहा जाता है, एवं महत्वपूर्ण अपरिवर्तनीय हैं। | ||
===सामान्यीकृत सहसंगति सिद्धांत=== | ===सामान्यीकृत सहसंगति सिद्धांत=== | ||
चेर्न कक्षाओं के सिद्धांत का एक सामान्यीकरण है, जहां सामान्य कोहॉमोलॉजी को सामान्यीकृत कोहॉमोलॉजी सिद्धांत से बदल दिया जाता है। वे सिद्धांत जिनके लिए ऐसा सामान्यीकरण संभव है, समष्टि कोबॉर्डिज्म#[[औपचारिक समूह कानून]] कहलाते हैं। चेर्न वर्गों के औपचारिक गुण समान रहते हैं, एक महत्वपूर्ण अंतर के साथ: नियम जो कारकों के पहले चेर्न वर्गों के संदर्भ में लाइन | चेर्न कक्षाओं के सिद्धांत का एक सामान्यीकरण है, जहां सामान्य कोहॉमोलॉजी को सामान्यीकृत कोहॉमोलॉजी सिद्धांत से बदल दिया जाता है। वे सिद्धांत जिनके लिए ऐसा सामान्यीकरण संभव है, समष्टि कोबॉर्डिज्म#[[औपचारिक समूह कानून]] कहलाते हैं। चेर्न वर्गों के औपचारिक गुण समान रहते हैं, एक महत्वपूर्ण अंतर के साथ: नियम जो कारकों के पहले चेर्न वर्गों के संदर्भ में लाइन समूहों के टेंसर उत्पाद के पहले चेर्न वर्ग की गणना करता है, वह (सामान्य) जोड़ नहीं है, बल्कि एक है औपचारिक समूह कानून. | ||
===बीजगणितीय ज्यामिति=== | ===बीजगणितीय ज्यामिति=== | ||
बीजगणितीय ज्यामिति में सदिश | बीजगणितीय ज्यामिति में सदिश समूहों के चेर्न वर्गों का एक समान सिद्धांत है। चेर्न वर्ग किन समूहों में आते हैं, इसके आधार पर कई भिन्नताएँ हैं: | ||
*समष्टि किस्मों के लिए चेर्न कक्षाएं ऊपर बताए अनुसार सामान्य कोहोलॉजी में मान ले सकती हैं। | *समष्टि किस्मों के लिए चेर्न कक्षाएं ऊपर बताए अनुसार सामान्य कोहोलॉजी में मान ले सकती हैं। | ||
* सामान्य क्षेत्रों की किस्मों के लिए, चेर्न वर्ग कोहॉमोलॉजी सिद्धांतों जैसे कि [[ईटेल कोहोमोलोजी]] या [[एल-एडिक कोहोमोलॉजी]] में मान ले सकते हैं। | * सामान्य क्षेत्रों की किस्मों के लिए, चेर्न वर्ग कोहॉमोलॉजी सिद्धांतों जैसे कि [[ईटेल कोहोमोलोजी]] या [[एल-एडिक कोहोमोलॉजी]] में मान ले सकते हैं। | ||
* सामान्य क्षेत्रों में किस्मों वी के लिए चेर्न वर्ग [[चाउ समूह]]ों सीएच (वी) के समरूपता में भी मान ले सकते हैं: उदाहरण के लिए, विविधता वी पर लाइन | * सामान्य क्षेत्रों में किस्मों वी के लिए चेर्न वर्ग [[चाउ समूह]]ों सीएच (वी) के समरूपता में भी मान ले सकते हैं: उदाहरण के लिए, विविधता वी पर लाइन समूह का प्रथम चेर्न वर्ग सीएच (वी) से सीएच तक एक समरूपता है ( वी) डिग्री को 1 से कम करना। यह इस तथ्य से मेल खाता है कि चाउ समूह एक प्रकार के होमोलॉजी समूहों के एनालॉग हैं, एवं कोहोमोलॉजी समूहों के तत्वों को कैप उत्पाद का उपयोग करके होमोलॉजी समूहों के होमोमोर्फिज्म के रूप में माना जा सकता है। | ||
=== संरचना के साथ कई गुना === | === संरचना के साथ कई गुना === | ||
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चेर्न वर्गों का सिद्धांत [[लगभग जटिल विविधता|लगभग समष्टि विविधता]]ओं के लिए [[सह-बॉर्डिज्म]] आक्रमणकारियों को जन्म देता है। | चेर्न वर्गों का सिद्धांत [[लगभग जटिल विविधता|लगभग समष्टि विविधता]]ओं के लिए [[सह-बॉर्डिज्म]] आक्रमणकारियों को जन्म देता है। | ||
यदि एम लगभग एक समष्टि मैनिफोल्ड है, तो इसका [[स्पर्शरेखा बंडल]] एक समष्टि सदिश | यदि एम लगभग एक समष्टि मैनिफोल्ड है, तो इसका [[स्पर्शरेखा बंडल|स्पर्शरेखा समूह]] एक समष्टि सदिश समूह है। इस प्रकार एम के 'चेर्न वर्ग' को इसके स्पर्शरेखा समूह के चेर्न वर्ग के रूप में परिभाषित किया गया है। यदि M भी [[सघन स्थान]] है एवं आयाम 2d का है, तो चेर्न वर्गों में कुल डिग्री 2d के प्रत्येक [[एकपद]]ी को M के मूल वर्ग के साथ जोड़ा जा सकता है, एक पूर्णांक देते हुए, M का 'चेर्न संख्या'। यदि M' एक एवं लगभग है समान आयाम का समष्टि मैनिफोल्ड, तो यह एम के लिए कोबॉर्डेंट है यदि एवं केवल यदि एम' की चेर्न संख्याएं एम के साथ मेल खाती हैं। | ||
सिद्धांत संगत लगभग समष्टि संरचनाओं की मध्यस्थता द्वारा, वास्तविक [[सिंपलेक्टिक ज्यामिति]] सदिश | सिद्धांत संगत लगभग समष्टि संरचनाओं की मध्यस्थता द्वारा, वास्तविक [[सिंपलेक्टिक ज्यामिति]] सदिश समूहों तक भी फैला हुआ है। विशेष रूप से, [[ सिंपलेक्टिक मैनिफ़ोल्ड ]]्स में एक अच्छी तरह से परिभाषित चेर्न वर्ग होता है। | ||
=== अंकगणितीय योजनाएं एवं डायोफैंटाइन समीकरण === | === अंकगणितीय योजनाएं एवं डायोफैंटाइन समीकरण === | ||
Revision as of 18:16, 20 July 2023
गणित में, विशेष रूप से बीजगणितीय टोपोलॉजी, विभेदक ज्यामिति एवं टोपोलॉजी एवं बीजगणितीय ज्यामिति में, चेर्न कक्षाएं समष्टि सदिश समूह सदिश समूहों से जुड़े विशिष्ट वर्ग हैं। तब से वे गणित एवं भौतिकी की कई शाखाओं में मौलिक अवधारणाएँ बन गए हैं, जैसे कि स्ट्रिंग सिद्धांत, चेर्न-साइमन्स सिद्धांत, गाँठ सिद्धांत, ग्रोमोव-विटन सिद्धांत|ग्रोमोव-विटन इनवेरिएंट्स।
चेर्न कक्षाएं Shiing-Shen Chern (1946) द्वारा प्रारम्भ की गईं।
ज्यामितीय दृष्टिकोण
मूल विचार एवं प्रेरणा
चेर्न वर्ग विशिष्ट वर्ग हैं। वे चिकने मैनिफोल्ड पर सदिश समूहों से जुड़े टोपोलॉजिकल अपरिवर्तनीय हैं। इस प्रश्न का उत्तर देना अधिकतम कठिन हो सकता है, कि क्या दो प्रत्यक्ष रूप से भिन्न सदिश समूह एक जैसे हैं। चेर्न वर्ग सरल परीक्षण प्रदान करते हैं: यदि सदिश समूहों की जोड़ी के चेर्न वर्ग सहमत नहीं हैं, तो सदिश समूह भिन्न हैं। चूंकि, इसका उलटा सच नहीं है।
टोपोलॉजी, विभेदक ज्यामिति एवं बीजगणितीय ज्यामिति में, यह गिनना प्रायः महत्वपूर्ण होता है कि सदिश समूह में कितने रैखिक रूप से स्वतंत्र अनुभाग हैं। उदाहरण के लिए, चेर्न कक्षाएं इसके बारे में कुछ जानकारी प्रदान करती हैं, उदाहरण के लिए, रीमैन-रोच प्रमेय एवं अतियाह-सिंगर सूचकांक प्रमेय होती है। अभ्यास में चेर्न कक्षाओं की गणना करना भी संभव है। विभेदक ज्यामिति (एवं कुछ प्रकार की बीजगणितीय ज्यामिति) में, चेर्न वर्गों को वक्रता रूप के गुणांकों में बहुपद के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।
निर्माण
विषय तक पहुंचने की विभिन्न विधियां हैं, जिनमें से प्रत्येक चेर्न वर्ग के थोड़े भिन्न स्वाद पर केंद्रित है। चेर्न कक्षाओं के लिए मूल दृष्टिकोण बीजगणितीय टोपोलॉजी के माध्यम से था। चेर्न कक्षाएं होमोटोपी सिद्धांत के माध्यम से उत्पन्न होती हैं जो वर्गीकृत स्थान (इस स्थिति में अनंत ग्रासमैनियन) के लिए सदिश समूह से जुड़ी मैपिंग प्रदान करती है। मैनिफोल्ड M पर किसी भी समष्टि सदिश समूह V के लिए, M से वर्गीकरण स्थान तक मैप F उपस्थित है, जैसे कि समूह V, वर्गीकरण स्थान पर सार्वभौमिक समूह के पुलबैक एवं F के समान है, एवं चेर्न कक्षाएं इसलिए V को सार्वभौमिक समूह के चेर्न वर्गों के पुलबैक के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। परिवर्तन में, इन सार्वभौमिक चेर्न वर्गों को शूबर्ट चक्रों के संदर्भ में स्पष्ट रूप से लिखा जा सकता है।
यह दिखाया जा सकता है कि M से वर्गीकृत स्थान तक किन्हीं दो मानचित्रों F, G के लिए जिनके पुलबैक समान समूह V हैं, मानचित्र समस्थानिक होने चाहिए। इसलिए, किसी भी सार्वभौमिक चेर्न वर्ग के F या जी द्वारा M के कोहोमोलॉजी वर्ग में पुलबैक वर्ग होना चाहिए। इससे ज्ञात होता है कि V की चेर्न कक्षाएं उत्तम रूप से परिभाषित हैं।
इस आलेख में मुख्य रूप से वर्णित वक्रता दृष्टिकोण के माध्यम से, चेर्न के दृष्टिकोण ने विभेदक ज्यामिति का उपयोग किया। उन्होंने दिखाया, कि पूर्व परिभाषा वास्तव में उनके समकक्ष थी। परिणामी सिद्धांत को चेर्न-वील सिद्धांत के रूप में जाना जाता है।
अलेक्जेंडर ग्रोथेंडिक का दृष्टिकोण यह भी दर्शाता है कि स्वयंसिद्ध रूप से किसी को केवल लाइन समूह केस को परिभाषित करने की आवश्यकता है।
बीजगणितीय ज्यामिति में चेर्न वर्ग स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होते हैं। बीजगणितीय ज्यामिति में सामान्यीकृत चेर्न वर्गों को किसी भी गैर-एकवचन विविधता पर सदिश समूहों (या अधिक सटीक रूप से, स्थानीय रूप से मुक्त शीव्स) के लिए परिभाषित किया जा सकता है। बीजगणित-ज्यामितीय चेर्न वर्गों को अंतर्निहित क्षेत्र में किसी विशेष गुण की आवश्यकता नहीं होती है। विशेष रूप से, सदिश समूहों का समष्टि होना आवश्यक नहीं है।
विशेष प्रतिमान के पश्चात भी, चेर्न वर्ग का सहज अर्थ सदिश समूह के अनुभाग (श्रेणी सिद्धांत) के 'आवश्यक शून्य' से संबंधित है: उदाहरण के लिए प्रमेय कहता है कि कोई बालों वाली गेंद को सपाट नहीं कर सकता (बालों वाली गेंद प्रमेय) है। यद्यपि यह वास्तव में वास्तविक सदिश समूह (गेंद पर बाल वास्तव में वास्तविक रेखा की प्रतियां हैं) के बारे में प्रश्न बोल रहा है, ऐसे सामान्यीकरण हैं जिनमें बाल समष्टि हैं (नीचे समष्टि बालों वाली गेंद प्रमेय का उदाहरण देखें), या कई अन्य क्षेत्रों पर 1-आयामी प्रक्षेप्य स्थानों के लिए है।
अधिक वर्णन के लिए चेर्न-साइमन्स सिद्धांत देखें।
लाइन समूहों का चेर्न वर्ग
(मान लीजिए कि X टोपोलॉजिकल स्पेस है जिसमें सीडब्ल्यू कॉम्प्लेक्स का होमोटॉपी प्रकार है।)
महत्वपूर्ण विशेष विषय तब होता है जब V लाइन समूह होता है। तत्पश्चात एकमात्र गैर-तुच्छ चेर्न वर्ग प्रथम चेर्न वर्ग है, जो X के दूसरे कोहोलॉजी समूह का तत्व है। चूंकि यह शीर्ष चेर्न वर्ग है, यह समूह के यूलर वर्ग के समान है।
प्रथम चेर्न वर्ग अपरिवर्तनीयों का पूर्ण समुच्चय बन जाता है जिसके साथ टोपोलॉजिकल रूप से बोलते हुए, समष्टि लाइन समूहों को वर्गीकृत किया जाता है। अर्थात्, X एवं तत्वों के ऊपर लाइन समूहों के समरूपता वर्गों के मध्य आक्षेप है, जो अपने प्रथम चेर्न क्लास को लाइन समूह से जोड़ता है। इसके अतिरिक्त, यह आक्षेप समूह समरूपता है (इस प्रकार समरूपता):
एक से अधिक आयाम वाले समष्टि सदिश समूहों के लिए, चेर्न वर्ग पूर्ण अपरिवर्तनीय नहीं हैं।
निर्माण
चेर्न-वेइल सिद्धांत के माध्यम से
एक चिकनी मैनिफोल्ड एम पर सदिश समूह एन के एक समष्टि हर्मिटियन मीट्रिक सदिश समूह वी को देखते हुए, प्रत्येक चेर्न वर्ग के प्रतिनिधि (जिसे 'चेर्न फॉर्म' भी कहा जाता है) V को वक्रता रूप के विशिष्ट बहुपद के गुणांक के रूप में दिया गया है वी का.
यह कहने के लिए कि दी गई अभिव्यक्ति चेर्न वर्ग का प्रतिनिधि है, यह दर्शाता है कि यहां 'वर्ग' का अर्थ सटीक अंतर रूप को जोड़ने तक है। अर्थात्, चेर्न कक्षाएं डी राम कोहोमोलोजी वर्ग अर्थ में कोहोमोलॉजी कक्षाएं हैं। यह दिखाया जा सकता है कि चेर्न रूपों की कोहोमोलॉजी कक्षाएं वी में कनेक्शन की पसंद पर निर्भर नहीं करती हैं।
यदि मैट्रिक्स पहचान से अनुसरण करता है वह . अब टेलर श्रृंखला को लागू कर रहे हैं , हमें चेर्न रूपों के लिए निम्नलिखित अभिव्यक्ति मिलती है:
यूलर वर्ग के माध्यम से
कोई चेर्न वर्ग को यूलर वर्ग के संदर्भ में परिभाषित कर सकता है। मिल्नोर एवं स्टैशेफ की पुस्तक में यह दृष्टिकोण है, एवं एक सदिश समूह के अभिविन्यास की भूमिका पर जोर देता है।
मूल अवलोकन यह है कि एक समष्टि सदिश समूह एक विहित अभिविन्यास के साथ आता है, अंततः क्योंकि जुड़ा है। इसलिए, कोई बस समूह के शीर्ष चेर्न वर्ग को उसके यूलर वर्ग (अंतर्निहित वास्तविक सदिश समूह का यूलर वर्ग) के रूप में परिभाषित करता है एवं निचले चेर्न वर्गों को आगमनात्मक विधियां से संभालता है।
सटीक निर्माण इस प्रकार है. एक-कम रैंक का समूह प्राप्त करने के लिए आधार परिवर्तन करने का विचार है। होने देना एक पैराकॉम्पैक्ट स्पेस बी पर एक समष्टि सदिश समूह बनें। बी को शून्य खंड के रूप में ई में एम्बेडेड होने के बारे में सोचें, आइए एवं नए सदिश समूह को परिभाषित करें:
यह भी देखें: थॉम स्पेस#द थॉम आइसोमोर्फिज्म।
उदाहरण
रीमैन क्षेत्र का समष्टि स्पर्शरेखा समूह
होने देना रीमैन क्षेत्र बनें: 1-आयामी समष्टि प्रक्षेप्य स्थान। मान लीजिए कि रीमैन क्षेत्र के लिए z एक होलोमोर्फिक फ़ंक्शन कई गुना है। होने देना समष्टि स्पर्शरेखा वाले सदिशों का समूह बनें प्रत्येक बिंदु पर, जहां a एक सम्मिश्र संख्या है। हम हेयरी बॉल प्रमेय के समष्टि संस्करण को सिद्ध करते हैं: V में कोई खंड नहीं है जो हर जगह गैर-शून्य है।
इसके लिए, हमें निम्नलिखित तथ्य की आवश्यकता है: एक तुच्छ समूह का प्रथम चेर्न वर्ग शून्य है, अर्थात,
इससे यह सिद्ध होता है कोई मामूली सदिश समूह नहीं है.
समष्टि प्रक्षेप्य स्थान
ढेरों/समूहों का एक सटीक क्रम है:[4]
उपरोक्त अनुक्रम प्राप्त करने के दो विधियां हैं:
- [5] Let be the coordinates of let be the canonical projection, and let . Then we have:
In other words, the cotangent sheaf , which is a free -module with basis , fits into the exact sequencewhere are the basis of the middle term. The same sequence is clearly then exact on the whole projective space and the dual of it is the aforementioned sequence.
- Let L be a line in that passes through the origin. It is an elementary geometry to see that the complex tangent space to at the point L is naturally the set of linear maps from L to its complement. Thus, the tangent bundle can be identified with the hom bundle
where η is the vector bundle such that . It follows:
कुल चेर्न वर्ग की योगात्मकता द्वारा (अर्थात, व्हिटनी योग सूत्र),
विशेष रूप से, किसी के लिए ,
चेर्न बहुपद
चेर्न बहुपद चेर्न वर्गों एवं संबंधित धारणाओं को व्यवस्थित रूप से संभालने का एक सुविधाजनक तरीका है। परिभाषा के अनुसार, एक समष्टि सदिश समूह ई के लिए, 'चेर्न बहुपद' सीt E का मान निम्न द्वारा दिया गया है:
व्हिटनी योग सूत्र, चेर्न वर्गों के सिद्धांतों में से एक (नीचे देखें), कहता है कि सीt इस अर्थ में योगात्मक है:
उदाहरण: हमारे पास बहुपद s हैंk
गणना सूत्र
मान लीजिए E रैंक r का एक सदिश समूह है एवं इसका #चेर्न बहुपद।
- दोहरे समूह के लिए का , .[7]
- यदि L एक लाइन समूह है, तो[8][9] इसलिए हैं
- चेर्न जड़ों के लिए का ,[10] विशेष रूप से,
- उदाहरण के लिए,[11] के लिए ,
- कब , *:कब ,
- (सीएफ. सेग्रे क्लास#उदाहरण 2.)
सूत्रों का अनुप्रयोग
हम लाइन समूहों के शेष चेरन वर्गों की गणना करने के लिए इन अमूर्त गुणों का उपयोग कर सकते हैं . याद करें कि दिखा . तत्पश्चात टेंसर शक्तियों का उपयोग करके, हम उन्हें चेर्न वर्गों से जोड़ सकते हैं किसी भी पूर्णांक के लिए.
गुण
टोपोलॉजिकल स्पेस X पर एक समष्टि सदिश समूह E को देखते हुए, E की चेर्न कक्षाएंk(ई), का एक तत्व है
शास्त्रीय स्वयंसिद्ध परिभाषा
चेर्न वर्ग निम्नलिखित चार सिद्धांतों को संतुष्ट करते हैं:
- सभी ई के लिए
- स्वाभाविकता: यदि सतत कार्य (टोपोलॉजी) है एवं f*E, E का पुलबैक समूह है .
- हस्लर व्हिटनी योग सूत्र: यदि एक एवं समष्टि सदिश समूह है, तत्पश्चात सदिश समूहों के प्रत्यक्ष योग का चेर्न वर्ग द्वारा दिए गए हैं वह है,
- सामान्यीकरण: टॉटोलॉजिकल लाइन समूह का कुल चेर्न वर्ग 1−H है, जहां H पोंकारे द्वैत है|हाइपरप्लेन के लिए पोंकारे दोहरा है .
ग्रोथेंडिक स्वयंसिद्ध दृष्टिकोण
वैकल्पिक रूप से, Alexander Grothendieck (1958) इन्हें सिद्धांतों के थोड़े छोटे समुच्चय से प्रतिस्थापित किया गया:
- स्वाभाविकता: (ऊपर के समान)
- एडिटिविटी: यदि तो, सदिश समूहों का एक सटीक क्रम है .
- सामान्यीकरण: यदि ई एक लाइन समूह है, तो कहाँ अंतर्निहित वास्तविक सदिश समूह का यूलर वर्ग है।
वह लेरे-हिर्श प्रमेय का उपयोग करके दिखाते हैं कि एक मनमाना परिमित रैंक समष्टि सदिश समूह के कुल चेर्न वर्ग को टॉटोलॉजिकल रूप से परिभाषित लाइन समूह के पहले चेर्न वर्ग के संदर्भ में परिभाषित किया जा सकता है।
अर्थात्, प्रोजेक्टिवाइज़ेशन का परिचय देना रैंक एन समष्टि सदिश समूह ई → बी पर फाइबर समूह के रूप में बी जिसका फाइबर किसी भी बिंदु पर है फाइबर ई का प्रक्षेप्य स्थान हैb. इस समूह का कुल स्थान इसके टॉटोलॉजिकल कॉम्प्लेक्स लाइन समूह से सुसज्जित है, जिसे हम निरूपित करते हैं , एवं प्रथम चेर्न वर्ग
कक्षाएं
विशेष रूप से, कोई ई के चेर्न वर्गों को ग्रोथेंडिक के अर्थ में परिभाषित कर सकता है, जिसे दर्शाया गया है इस प्रकार कक्षा का विस्तार करके , संबंध के साथ:
शीर्ष चेर्न वर्ग
वास्तव में, ये गुण विशिष्ट रूप से चेर्न वर्गों की विशेषता बताते हैं। अन्य बातों के अतिरिक्त, उनका तात्पर्य यह है:
- यदि n, V की सम्मिश्र रैंक है, तो सभी k > n के लिए। इस प्रकार कुल चेर्न वर्ग समाप्त हो जाता है।
- वी (अर्थ) का शीर्ष चेर्न वर्ग , जहां n V का रैंक है) हमेशा अंतर्निहित वास्तविक सदिश समूह के यूलर वर्ग के समान होता है।
बीजगणितीय ज्यामिति में
स्वयंसिद्ध वर्णन
चेर्न कक्षाओं का एक एवं निर्माण है जो कोहोमोलॉजी रिंग, चाउ रिंग के बीजगणितीय एनालॉग में मान लेता है। यह दिखाया जा सकता है कि चेर्न कक्षाओं का एक अनूठा सिद्धांत है जैसे कि यदि आपको बीजगणितीय सदिश समूह दिया जाता है अर्ध-प्रक्षेपी विविधता पर वर्गों का एक क्रम होता है ऐसा है कि
- एक उलटे पूले के लिए (ताकि एक कार्टियर विभाजक है),
- सदिश समूहों का सटीक क्रम दिया गया है व्हिटनी योग सूत्र मानता है:
- के लिए
- वो मैप एक वलय आकारिकी तक विस्तारित है
डिग्री डी हाइपरसर्फेस
अगर एक डिग्री है चिकनी हाइपरसतह, हमारे पास संक्षिप्त सटीक अनुक्रम है
निकटतम धारणाएँ
चेर्न चरित्र
चेर्न कक्षाओं का उपयोग किसी स्थान के टोपोलॉजिकल के-सिद्धांत से लेकर उसके तर्कसंगत कोहोमोलॉजी (पूर्ण होने) तक रिंगों की एक समरूपता का निर्माण करने के लिए किया जा सकता है। एक लाइन समूह एल के लिए, चेर्न कैरेक्टर सीएच द्वारा परिभाषित किया गया है
यदि एक कनेक्शन का उपयोग चेर्न वर्गों को परिभाषित करने के लिए किया जाता है जब आधार कई गुना होता है (यानी, चेर्न-वेइल सिद्धांत), तो चेर्न चरित्र का स्पष्ट रूप है
चेर्न चरित्र आंशिक रूप से उपयोगी है क्योंकि यह टेंसर उत्पाद के चेर्न वर्ग की गणना की सुविधा प्रदान करता है। विशेष रूप से, यह निम्नलिखित पहचानों का पालन करता है:
चेर्न वर्ण का उपयोग हिरज़ेब्रुच-रीमैन-रोच प्रमेय में किया जाता है।
चेर्न संख्या
यदि हम आयाम के एक कुंडा कई गुना पर काम करते हैं , तत्पश्चात कुल डिग्री के चेर्न वर्गों का कोई भी उत्पाद (अर्थात, उत्पाद में चेर्न वर्गों के सूचकांकों का योग होना चाहिए ) को एक पूर्णांक, सदिश समूह का चेर्न नंबर देने के लिए ओरिएंटेशन होमोलॉजी क्लास (या मैनिफोल्ड पर एकीकृत) के साथ जोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि मैनिफोल्ड का आयाम 6 है, तो तीन रैखिक रूप से स्वतंत्र चेर्न संख्याएँ दी गई हैं , , एवं . सामान्य तौर पर, यदि मैनिफ़ोल्ड में आयाम है , संभावित स्वतंत्र चेर्न संख्याओं की संख्या पूर्णांक विभाजनों की संख्या है .
एक समष्टि (या लगभग समष्टि) मैनिफोल्ड के स्पर्शरेखा समूह के चेर्न नंबरों को मैनिफोल्ड के चेर्न नंबर कहा जाता है, एवं महत्वपूर्ण अपरिवर्तनीय हैं।
सामान्यीकृत सहसंगति सिद्धांत
चेर्न कक्षाओं के सिद्धांत का एक सामान्यीकरण है, जहां सामान्य कोहॉमोलॉजी को सामान्यीकृत कोहॉमोलॉजी सिद्धांत से बदल दिया जाता है। वे सिद्धांत जिनके लिए ऐसा सामान्यीकरण संभव है, समष्टि कोबॉर्डिज्म#औपचारिक समूह कानून कहलाते हैं। चेर्न वर्गों के औपचारिक गुण समान रहते हैं, एक महत्वपूर्ण अंतर के साथ: नियम जो कारकों के पहले चेर्न वर्गों के संदर्भ में लाइन समूहों के टेंसर उत्पाद के पहले चेर्न वर्ग की गणना करता है, वह (सामान्य) जोड़ नहीं है, बल्कि एक है औपचारिक समूह कानून.
बीजगणितीय ज्यामिति
बीजगणितीय ज्यामिति में सदिश समूहों के चेर्न वर्गों का एक समान सिद्धांत है। चेर्न वर्ग किन समूहों में आते हैं, इसके आधार पर कई भिन्नताएँ हैं:
- समष्टि किस्मों के लिए चेर्न कक्षाएं ऊपर बताए अनुसार सामान्य कोहोलॉजी में मान ले सकती हैं।
- सामान्य क्षेत्रों की किस्मों के लिए, चेर्न वर्ग कोहॉमोलॉजी सिद्धांतों जैसे कि ईटेल कोहोमोलोजी या एल-एडिक कोहोमोलॉजी में मान ले सकते हैं।
- सामान्य क्षेत्रों में किस्मों वी के लिए चेर्न वर्ग चाउ समूहों सीएच (वी) के समरूपता में भी मान ले सकते हैं: उदाहरण के लिए, विविधता वी पर लाइन समूह का प्रथम चेर्न वर्ग सीएच (वी) से सीएच तक एक समरूपता है ( वी) डिग्री को 1 से कम करना। यह इस तथ्य से मेल खाता है कि चाउ समूह एक प्रकार के होमोलॉजी समूहों के एनालॉग हैं, एवं कोहोमोलॉजी समूहों के तत्वों को कैप उत्पाद का उपयोग करके होमोलॉजी समूहों के होमोमोर्फिज्म के रूप में माना जा सकता है।
संरचना के साथ कई गुना
चेर्न वर्गों का सिद्धांत लगभग समष्टि विविधताओं के लिए सह-बॉर्डिज्म आक्रमणकारियों को जन्म देता है।
यदि एम लगभग एक समष्टि मैनिफोल्ड है, तो इसका स्पर्शरेखा समूह एक समष्टि सदिश समूह है। इस प्रकार एम के 'चेर्न वर्ग' को इसके स्पर्शरेखा समूह के चेर्न वर्ग के रूप में परिभाषित किया गया है। यदि M भी सघन स्थान है एवं आयाम 2d का है, तो चेर्न वर्गों में कुल डिग्री 2d के प्रत्येक एकपदी को M के मूल वर्ग के साथ जोड़ा जा सकता है, एक पूर्णांक देते हुए, M का 'चेर्न संख्या'। यदि M' एक एवं लगभग है समान आयाम का समष्टि मैनिफोल्ड, तो यह एम के लिए कोबॉर्डेंट है यदि एवं केवल यदि एम' की चेर्न संख्याएं एम के साथ मेल खाती हैं।
सिद्धांत संगत लगभग समष्टि संरचनाओं की मध्यस्थता द्वारा, वास्तविक सिंपलेक्टिक ज्यामिति सदिश समूहों तक भी फैला हुआ है। विशेष रूप से, सिंपलेक्टिक मैनिफ़ोल्ड ्स में एक अच्छी तरह से परिभाषित चेर्न वर्ग होता है।
अंकगणितीय योजनाएं एवं डायोफैंटाइन समीकरण
(अरकेलोव ज्यामिति देखें)
यह भी देखें
- पोंट्रीगिन वर्ग
- स्टिफ़ेल-व्हिटनी क्लास
- यूलर क्लास
- भिन्न वर्ग
- शुबर्ट कैलकुलस
- क्वांटम हॉल प्रभाव
- स्थानीयकृत चेर्न वर्ग
टिप्पणियाँ
- ↑ Bott, Raoul; Tu, Loring (1995). बीजगणितीय टोपोलॉजी में विभेदक रूप (Corr. 3. print. ed.). New York [u.a.]: Springer. p. 267ff. ISBN 3-540-90613-4.
- ↑ Hatcher, Allen. "Vector Bundles and K-theory" (PDF). Proposition 3.10.
- ↑ Editorial note: Our notation differs from Milnor−Stasheff, but seems more natural.
- ↑ The sequence is sometimes called the Euler sequence.
- ↑ Hartshorne, Ch. II. Theorem 8.13.
- ↑ In a ring-theoretic term, there is an isomorphism of graded rings:
where the left is the cohomology ring of even terms, η is a ring homomorphism that disregards grading and x is homogeneous and has degree |x|.
- ↑ Fulton, Remark 3.2.3. (a)
- ↑ Fulton, Remark 3.2.3. (b)
- ↑ Fulton, Example 3.2.2.
- ↑ Fulton, Remark 3.2.3. (c)
- ↑ Use, for example, WolframAlpha to expand the polynomial and then use the fact are elementary symmetric polynomials in 's.
- ↑ (See also § Chern polynomial.) Observe that when V is a sum of line bundles, the Chern classes of V can be expressed as elementary symmetric polynomials in the ,
In particular, on the one hand
while on the other handConsequently, Newton's identities may be used to re-express the power sums in ch(V) above solely in terms of the Chern classes of V, giving the claimed formula.
संदर्भ
- Chern, Shiing-Shen (1946), "Characteristic classes of Hermitian Manifolds", Annals of Mathematics, Second Series, 47 (1): 85–121, doi:10.2307/1969037, ISSN 0003-486X, JSTOR 1969037
- Fulton, W. (29 June 2013). Intersection Theory (in English). Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-662-02421-8.
- Grothendieck, Alexander (1958), "La théorie des classes de Chern", Bulletin de la Société Mathématique de France, 86: 137–154, doi:10.24033/bsmf.1501, ISSN 0037-9484, MR 0116023
- Hartshorne, Robin (29 June 2013). Algebraic Geometry (in English). Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4757-3849-0.
- Jost, Jürgen (2005), Riemannian Geometry and Geometric Analysis (4th ed.), Springer-Verlag, ISBN 978-3-540-25907-7 (Provides a very short, introductory review of Chern classes).
- May, J. Peter (1999), A Concise Course in Algebraic Topology, University of Chicago Press, ISBN 9780226511832
- Milnor, John Willard; Stasheff, James D. (1974), Characteristic classes, Annals of Mathematics Studies, vol. 76, Princeton University Press; University of Tokyo Press, ISBN 978-0-691-08122-9
- Rubei, Elena (2014), Algebraic Geometry, a concise dictionary, Walter De Gruyter, ISBN 978-3-11-031622-3
बाहरी संबंध
- Vector Bundles & K-Theory – A downloadable book-in-progress by Allen Hatcher. Contains a chapter about characteristic classes.
- Dieter Kotschick, Chern numbers of algebraic varieties