Класс Штифеля – Уитни

редактировать

В математике, в частности, в алгебраической топологии и дифференциальной геометрии, то классы Штифеля-Уитни представляют собой набор топологических инвариантов одного вещественных векторного расслоения, описывающие препятствие для построения всюду независимых наборов сечений векторного расслоения. Классы Штифеля – Уитни индексируются от 0 до n, где n - ранг векторного расслоения. Если класс Штифеля – Уитни индекса i отличен от нуля, то не может существовать ( n - i +1) всюду линейно независимых сечений векторного расслоения. Ненулевой n- й класс Штифеля – Уитни указывает, что каждая секция расслоения в какой-то момент должна обратиться в нуль. Ненулевой первый класс Штифеля – Уитни указывает на то, что векторное расслоение не ориентируемо. Например, первый класс Штифеля – Уитни полосы Мёбиуса как линейного расслоения над окружностью не равен нулю, тогда как первый класс Штифеля – Уитни тривиального линейного расслоения над окружностью, S 1 × R, равен нулю.

Класс Штифеля-Уитни был назван в Эдуарда Штифелем и Hassler Уитни и является примером Z / 2 Z - характеристический класс, связанный с реальными векторных расслоений.

В алгебраической геометрии можно также определить аналогичные классы Штифеля – Уитни для векторных расслоений с невырожденной квадратичной формой, принимающих значения в этальных группах когомологий или в K-теории Милнора. В качестве частного случая можно определить классы Штифеля – Уитни для квадратичных форм над полями, первые два случая - это дискриминант и инвариант Хассе – Витта ( Milnor 1970 ).

СОДЕРЖАНИЕ
  • 1 Введение
    • 1.1 Общее представление
    • 1.2 Происхождение
  • 2 Определения
    • 2.1 Аксиоматическое определение
    • 2.2 Определение через бесконечные грассманианы
      • 2.2.1 Бесконечные грассманианы и векторные расслоения
      • 2.2.2 Случай линейных пучков
      • 2.2.3 Группа линейных пучков
  • 3 свойства
    • 3.1 Топологическая интерпретация исчезновения
    • 3.2. Единственность классов Штифеля – Уитни.
    • 3.3. Неизоморфные расслоения с одинаковыми классами Штифеля – Уитни
  • 4 Связанные инварианты
    • 4.1 Числа Штифеля – Уитни
    • 4.2 У классы
  • 5 интегральных классов Штифеля – Уитни
    • 5.1 Соотношения над алгеброй Стинрода
  • 6 См. Также
  • 7 ссылки
  • 8 Внешние ссылки
Введение

Общая презентация

Для вещественного векторного расслоения Е, то класс Штифеля-Уитни Е обозначается ш ( Е ). Это элемент кольца когомологий

ЧАС * ( Икс ; Z / 2 Z ) знак равно я 0 ЧАС я ( Икс ; Z / 2 Z ) {\ displaystyle H ^ {\ ast} (X; \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z}) = \ bigoplus _ {i \ geq 0} H ^ {i} (X; \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z})}

здесь Х представляет собой базовое пространство расслоения Е и Z 2 / Z (часто обозначается в качестве альтернативы Z 2 ) является коммутативное кольцо которого только элементы 0 и 1. Компонент из ш ( Е ) в Н я ( X ; Z / 2 Z ) обозначается через ш я ( Е ) и называется я -й класс Штифеля-Уитни из Е. Таким образом, w ( E ) = w 0 ( E ) + w 1 ( E ) + w 2 ( E ) + ⋅⋅⋅, где каждый w i ( E ) является элементом H i ( X ; Z / 2 Z ).

Класс Штифеля – Уитни w ( E ) является инвариантом вещественного векторного расслоения E ; то есть, когда Р является еще вещественное векторное расслоение, которое имеет ту же базовое пространство X, как Е, и если F является изоморфной с Е, то классы Штифеля-Уитни ш ( Е ) и W ( F ) равны. (Здесь изоморфные означает, что существует изоморфизм векторного расслоения E  →  F, который охватывает тождественный идентификатор X  : X  →  X. ) В то время как в целом трудно решить, расслоения ли два вещественный вектор E и F изоморфны, классы Штифеля-Уитни w ( E ) и w ( F ) часто легко вычислить. Если они разные, то известно, что E и F не изоморфны.

В качестве примера, над окружностью S 1, существует линейное расслоение (то есть вещественное векторное расслоение ранга 1), не изоморфно тривиальное расслоение. Это линейное расслоение L является лентой Мёбиуса (которая представляет собой расслоение, слои которого могут быть снабжены структурами векторных пространств таким образом, что они становятся векторным расслоением). Группа когомологий Н 1 ( S 1 ; Z / 2 Z ) имеет только один элемент, отличный от 0. Этот элемент является первым классом Штифеля-Уитни ш 1 ( L ) из L. Так как тривиальное линейное расслоение над S 1 имеет первый класс Штифеля-Уитни 0, она не изоморфна L.

Два вещественных векторных расслоения E и F, которые имеют один и тот же класс Штифеля – Уитни, не обязательно изоморфны. Это происходит, например, когда Е и F являются тривиальными вещественные векторные расслоения разных рангов над одной и той же базой пространства X. Это также может произойти, когда Е и F имеют одинаковый ранг: касательное расслоение на 2-сферы S 2 и тривиальное вещественное векторное расслоение ранга 2 над S 2 имеют один и тот же класс Штифеля-Уитни, но они не изоморфны. Но если два вещественных линейных расслоения над X имеют один и тот же класс Штифеля – Уитни, то они изоморфны.

Происхождение

Классы Штифеля-Уитни ш I ( E ) получили свое название потому, что Эдуард Штифель и Hassler Уитни открыл их, как мод-2 сокращениях классов препятствий для построения п - я + 1 всюду линейно независимые секции по вектору пучка Е ограничен I -остов X. Здесь п обозначает размерность слоя векторного расслоения F → E → X.

Чтобы быть точным, если Х представляет собой клеточный комплекс, Уитни определены классы W I ( E ) в I -ой сотовой когомологический группу из X с скрученными коэффициентами. Система коэффициентов будучи ( я -1) -й гомотопическую группу из многообразия Штифеля V п - я + 1 ( Р ) из ( п - я + 1) линейно независимых векторов в слоях Е. Уитни доказал, что W i ( E ) = 0 тогда и только тогда, когда E, будучи ограниченным i -скелетом X, имеет ( n - i +1) линейно независимых секций.

Так как π я -1 V п - я + 1 ( F ) либо бесконечномерным циклический или изоморфными, чтобы Z / 2 Z, существует каноническое уменьшение Ш я ( Е ) классов к классам ш I ( Е ) ∈ H я ( X ; Z / 2 Z ), которые являются классами Штифеля – Уитни. Более того, всякий раз, когда π i −1 V n - i +1 ( F ) = Z / 2 Z, эти два класса идентичны. Таким образом, вес 1 ( E ) = 0 тогда и только тогда, когда расслоение Е  →  X является ориентируемым.

Класс w 0 ( E ) не содержит информации, поскольку по определению равен 1. Его создание Уитни было актом творческой нотации, позволившим справедливой формуле суммы Уитни w ( E 1 ⊕ E 2 ) = w ( E 1 ) w ( E 2 ).

Определения

Всюду, Н я ( Х ; G ) обозначает сингулярную когомологию космического X с коэффициентами в группе G. Слово карта всегда означает непрерывную функцию между топологическими пространствами.

Аксиоматическое определение

Характеристический класс Штифеля-Уитни вещественного векторного расслоения конечного ранга E на паракомпактном базовом пространстве X определяется как единственный класс, для которого выполняются следующие аксиомы: ш ( E ) ЧАС * ( Икс ; Z / 2 Z ) {\ Displaystyle ш (Е) \ в Н ^ {*} (Х; \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z})}

  1. Нормализация: Класс Уитни линейного расслоения тавтологического над реальным проективным пространством P 1 ( R ) нетривиальна, то есть. ш ( γ 1 1 ) знак равно 1 + а ЧАС * ( п 1 ( р ) ; Z / 2 Z ) знак равно ( Z / 2 Z ) [ а ] / ( а 2 ) {\ displaystyle w (\ gamma _ {1} ^ {1}) = 1 + a \ in H ^ {*} (\ mathbf {P} ^ {1} (\ mathbf {R}); \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z}) = (\ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z}) [a] / (a ​​^ {2})}
  2. Ранг: ш 0 ( Е ) = 1 ∈ H 0 ( Х ), и я в ранге выше Е,, то есть, ш я знак равно 0 ЧАС я ( Икс ) {\ displaystyle w_ {i} = 0 \ in H ^ {i} (X)} ш ( E ) ЧАС р а п k ( E ) ( Икс ) . {\ displaystyle w (E) \ in H ^ {\ leqslant \ mathrm {rank} (E)} (X).}
  3. Формула произведения Уитни:, то есть класс Уитни прямой суммы является чашечным произведением классов слагаемых. ш ( E F ) знак равно ш ( E ) ш ( F ) {\ Displaystyle ш (Е \ oplus F) = вес (Е) \ smallsmile ш (F)}
  4. Естественность: для любого вещественного векторного расслоения E → X и отображения, где обозначает обратное векторное расслоение. ш ( ж * E ) знак равно ж * ш ( E ) {\ Displaystyle ш (е ^ {*} Е) = е ^ {*} ш (Е)} ж : Икс Икс {\ displaystyle f: X '\ to X} ж * E {\ displaystyle f ^ {*} E}

Уникальность этих классов доказывается, например, в разделе 17.2–17.6 в Husemoller или в разделе 8 в Milnor and Stasheff. Есть несколько доказательств существования, исходящие от разных конструкций, с несколькими разными вкусами, их согласованность обеспечивается утверждением об уникальности.

Определение через бесконечные грассманианы

Бесконечные грассманианы и векторные расслоения

В этом разделе описывается конструкция, использующая понятие классификации пространства.

Для любого векторного пространства V пусть Gr n ( V ) обозначает грассманиан, пространство n -мерных линейных подпространств в V, и обозначает бесконечный грассманиан

грамм р п знак равно грамм р п ( р ) {\ displaystyle Gr_ {n} = Gr_ {n} (\ mathbf {R} ^ {\ infty})}.

Напомним, что она оснащена тавтологического пучка в ранг п векторное расслоение, которое может быть определено как подрасслоением тривиального расслоения волокна V, слой которого в точке является подпространство, представленное W. γ п грамм р п , {\ displaystyle \ gamma ^ {n} \ to Gr_ {n},} W грамм р п ( V ) {\ Displaystyle W \ in Gr_ {n} (V)}

Пусть f  : X → Gr n, - непрерывное отображение в бесконечный грассманиан. Тогда с точностью до изоморфизма расслоение, индуцированное отображением f на X

ж * γ п Vect п ( Икс ) {\ displaystyle f ^ {*} \ gamma ^ {n} \ in {\ text {Vect}} _ {n} (X)}

зависит только от гомотопического класса отображения [ f ]. Таким образом, операция отката дает морфизм множества

[ Икс ; грамм р п ] {\ displaystyle [X; Gr_ {n}]}

отображений X → Gr n по модулю гомотопической эквивалентности множеству

Vect п ( Икс ) {\ displaystyle {\ text {Vect}} _ {n} (X)}

изоморфизма классов векторных расслоений ранга п над X.

(Важным фактом в этой конструкции является то, что если X - паракомпактное пространство, это отображение является биекцией. По этой причине мы называем бесконечные грассманианы классифицирующими пространствами векторных расслоений.)

Теперь, естественности аксиомой (4) выше,. Поэтому в принципе достаточно знать значения для всех j. Однако кольцо коголомологий свободно от определенных образующих, возникающих из стандартного клеточного разложения, и тогда оказывается, что эти образующие на самом деле просто задаются формулой. Таким образом, для любого расслоения ранга n,, где f - подходящее классифицирующее отображение. Это, в частности, является одним из доказательств существования классов Штифеля – Уитни. ш j ( ж * γ п ) знак равно ж * ш j ( γ п ) {\ displaystyle w_ {j} (е ^ {*} \ gamma ^ {n}) = f ^ {*} w_ {j} (\ gamma ^ {n})} ш j ( γ п ) {\ displaystyle w_ {j} (\ gamma ^ {n})} ЧАС * ( грамм р п , Z 2 ) {\ displaystyle H ^ {*} (Gr_ {n}, \ mathbb {Z} _ {2})} Икс j ЧАС j ( грамм р п , Z 2 ) {\ displaystyle x_ {j} \ in H ^ {j} (Gr_ {n}, \ mathbb {Z} _ {2})} Икс j знак равно ш j ( γ п ) {\ displaystyle x_ {j} = w_ {j} (\ gamma ^ {n})} ш j знак равно ж * Икс j {\ displaystyle w_ {j} = f ^ {*} x_ {j}}

Случай линейных пучков

Сейчас мы ограничиваемся выше конструкцию, расслоений, т.е. мы рассмотрим пространство, Vect 1 ( X ) линейных расслоений над X. Грассманиан прямых Gr 1 - это просто бесконечное проективное пространство

п ( р ) знак равно р / р * , {\ Displaystyle \ mathbf {P} ^ {\ infty} (\ mathbf {R}) = \ mathbf {R} ^ {\ infty} / \ mathbf {R} ^ {*},}

который дважды покрываются бесконечной сфера S по диаметрально противоположным точкам. Эта сфера S является сжимаемым, так что мы имеем

π 1 ( п ( р ) ) знак равно Z / 2 Z π я ( п ( р ) ) знак равно π я ( S ) знак равно 0 я gt; 1 {\ displaystyle {\ begin {align} \ pi _ {1} (\ mathbf {P} ^ {\ infty} (\ mathbf {R})) amp; = \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z} \\ \ pi _ {i} (\ mathbf {P} ^ {\ infty} (\ mathbf {R})) amp; = \ pi _ {i} (S ^ {\ infty}) = 0 amp;amp; igt; 1 \ end {выровнено} }}

Следовательно, P ( R ) - это пространство Эйленберга-Маклейна K ( Z / 2 Z, 1).

Свойство пространств Эйленберга-Маклейна состоит в том, что

[ Икс ; п ( р ) ] знак равно ЧАС 1 ( Икс ; Z / 2 Z ) {\ displaystyle \ left [X; \ mathbf {P} ^ {\ infty} (\ mathbf {R}) \ right] = H ^ {1} (X; \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z}) }

для любого X с изоморфизмом f → f * η, где η - образующая

ЧАС 1 ( п ( р ) ; Z / 2 Z ) знак равно Z / 2 Z {\ Displaystyle Н ^ {1} (\ mathbf {P} ^ {\ infty} (\ mathbf {R}); \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z}) = \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z}}.

Применяя предыдущее замечание о том, что α: [ X, Gr 1 ] → Vect 1 ( X ) также является биекцией, мы получаем биекцию

ш 1 : Vect 1 ( Икс ) ЧАС 1 ( Икс ; Z / 2 Z ) {\ displaystyle w_ {1}: {\ text {Vect}} _ {1} (X) \ to H ^ {1} (X; \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z})}

это определяет класс Штифеля – Уитни w 1 для линейных расслоений.

Группа линейных пучков

Если Vect 1 ( X ) рассматривается как группа относительно операции тензорного произведения, то класс Штифеля – Уитни, w 1  : Vect 1 ( X ) → H 1 ( X ; Z / 2 Z ), является изоморфизмом. То есть, ш 1 (λ ⊗ μ) = ш 1 (Х) + ш 1 (ц) для всех пучков линий X, μ → Х.

Например, поскольку H 1 ( S 1 ; Z / 2 Z ) = Z / 2 Z, есть только два линейных расслоения над окружностью с точностью до изоморфизма расслоений: тривиальное и открытая лента Мёбиуса (т. Е. Лента Мёбиуса с удаленной границей).

Та же конструкция для комплексных векторных расслоений показывает, что класс Черна определяет биекцию между комплексными линейными расслоениями над X и H 2 ( X ; Z ), поскольку соответствующее классифицирующее пространство - это P ( C ), a K ( Z, 2). Этот изоморфизм верен для топологических линейных расслоений, препятствием к инъективности класса Черна для алгебраических векторных расслоений является якобиево многообразие.

Характеристики

Топологическая интерпретация исчезновения

  1. w i ( E ) = 0, если i gt; rank ( E ).
  2. Если E к имеет участки, которые всюду линейно независимы тогда классы сверху степень Уитни равны нулю:. s 1 , , s {\ displaystyle s_ {1}, \ ldots, s _ {\ ell}} {\ displaystyle \ ell} ш k - + 1 знак равно знак равно ш k знак равно 0 {\ displaystyle w_ {k- \ ell +1} = \ cdots = w_ {k} = 0}
  3. Первый класс Штифеля – Уитни равен нулю тогда и только тогда, когда расслоение ориентируемо. В частности, многообразие M ориентируемо тогда и только тогда, когда w 1 ( TM ) = 0.
  4. Расслоение допускает спиновую структуру тогда и только тогда, когда и первый, и второй классы Штифеля – Уитни равны нулю.
  5. Для ориентируемого расслоения второй класс Штифеля – Уитни находится в образе естественного отображения H 2 ( M, Z ) → H 2 ( M, Z / 2 Z ) (эквивалентно так называемый третий интегральный класс Штифеля – Уитни равен нулю) тогда и только тогда, когда расслоение допускает спиновую c- структуру.
  6. Все Штифель-Уитни номера (см ниже) гладкого компактного многообразия X равны нулю тогда и только тогда, когда многообразие является границей некоторого гладкого компактного (неориентированный) многообразие (Предупреждение: Некоторые Штифель-Уитни класс все еще может быть отличен от нуля, даже если все Штифель Уитни числа равны нулю!)

Единственность классов Штифеля – Уитни.

Из приведенной выше биекции для линейных расслоений следует, что любой функтор θ, удовлетворяющий четырем аксиомам выше, равен w, по следующему аргументу. Вторая аксиома дает θ (γ 1) = 1 + θ 1 (γ 1). Для отображения включения i  : P 1 ( R ) → P ( R ) обратное расслоение равно. Таким образом, первая и третья аксиомы подразумевают я * γ 1 {\ Displaystyle я ^ {*} \ гамма ^ {1}} γ 1 1 {\ displaystyle \ gamma _ {1} ^ {1}}

я * θ 1 ( γ 1 ) знак равно θ 1 ( я * γ 1 ) знак равно θ 1 ( γ 1 1 ) знак равно ш 1 ( γ 1 1 ) знак равно ш 1 ( я * γ 1 ) знак равно я * ш 1 ( γ 1 ) . {\ displaystyle i ^ {*} \ theta _ {1} \ left (\ gamma ^ {1} \ right) = \ theta _ {1} \ left (i ^ {*} \ gamma ^ {1} \ right) = \ theta _ {1} \ left (\ gamma _ {1} ^ {1} \ right) = w_ {1} \ left (\ gamma _ {1} ^ {1} \ right) = w_ {1} \ left (i ^ {*} \ gamma ^ {1} \ right) = i ^ {*} w_ {1} \ left (\ gamma ^ {1} \ right).}

Поскольку карта

я * : ЧАС 1 ( п ( р ) ; Z / 2 Z ) ЧАС 1 ( п 1 ( р ) ; Z / 2 Z ) {\ displaystyle i ^ {*}: H ^ {1} \ left (\ mathbf {P} ^ {\ infty} (\ mathbf {R} \ right); \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z}) \ to H ^ {1} \ left (\ mathbf {P} ^ {1} (\ mathbf {R}); \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z} \ right)}

является изоморфизмом, откуда следует θ (γ 1) = w (γ 1). Пусть Е вещественное векторное расслоение ранга п над пространством X. Тогда E допускает отображение расщепления, т. Е. Отображение f  : X ′ → X для некоторого пространства X ′, такого, что инъективно, и для некоторых линейных расслоений. Любое линейное расслоение над X имеет вид некоторого отображения g, и θ 1 ( γ 1 ) знак равно ш 1 ( γ 1 ) {\ displaystyle \ theta _ {1} (\ gamma ^ {1}) = w_ {1} (\ gamma ^ {1})} ж * : ЧАС * ( Икс ; Z / 2 Z ) ) ЧАС * ( Икс ; Z / 2 Z ) {\ displaystyle f ^ {*}: H ^ {*} (X; \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z})) \ to H ^ {*} (X '; \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z})} ж * E знак равно λ 1 λ п {\ displaystyle f ^ {*} E = \ lambda _ {1} \ oplus \ cdots \ oplus \ lambda _ {n}} λ я Икс {\ displaystyle \ lambda _ {i} \ to X '} грамм * γ 1 {\ displaystyle g ^ {*} \ gamma ^ {1}}

θ ( грамм * γ 1 ) знак равно грамм * θ ( γ 1 ) знак равно грамм * ш ( γ 1 ) знак равно ш ( грамм * γ 1 ) , {\ displaystyle \ theta \ left (g ^ {*} \ gamma ^ {1} \ right) = g ^ {*} \ theta \ left (\ gamma ^ {1} \ right) = g ^ {*} w \ left (\ gamma ^ {1} \ right) = w \ left (g ^ {*} \ gamma ^ {1} \ right),}

по естественности. Таким образом, θ = w на. Из четвертой аксиомы выше следует, что Vect 1 ( Икс ) {\ displaystyle {\ text {Vect}} _ {1} (X)}

ж * θ ( E ) знак равно θ ( ж * E ) знак равно θ ( λ 1 λ п ) знак равно θ ( λ 1 ) θ ( λ п ) знак равно ш ( λ 1 ) ш ( λ п ) знак равно ш ( ж * E ) знак равно ж * ш ( E ) . {\ Displaystyle е ^ {*} \ theta (E) = \ theta (f ^ {*} E) = \ theta (\ lambda _ {1} \ oplus \ cdots \ oplus \ lambda _ {n}) = \ theta (\ lambda _ {1}) \ cdots \ theta (\ lambda _ {n}) = w (\ lambda _ {1}) \ cdots w (\ lambda _ {n}) = w (f ^ {*} E) = f ^ {*} w (E).}

Поскольку инъективно, θ = w. Таким образом, класс Штифеля – Уитни - это единственный функтор, удовлетворяющий четырем вышеупомянутым аксиомам. ж * {\ displaystyle f ^ {*}}

Неизоморфные расслоения с одинаковыми классами Штифеля – Уитни

Хотя отображение w 1  : Vect 1 ( X ) → H 1 ( X ; Z / 2 Z ) является биекцией, соответствующее отображение не обязательно инъективно в более высоких измерениях. Например, рассмотрим касательное расслоение TS n при четном n. При каноническом вложении S n в R n +1 нормальное расслоение ν на S n является линейным расслоением. Поскольку S n ориентируемо, ν тривиально. Сумма TS n ⊕ ν - это просто ограничение T R n +1 на S n, что тривиально, поскольку R n +1 стягиваемо. Следовательно, w ( TS n) = w ( TS n) w (ν) = w ( TS n ⊕ ν) = 1. Но, если n четное, TS n → S n нетривиально; его класс Эйлера, где [ S п ] обозначает фундаментальный класс из S п и х с характеристикой Эйлера. е ( Т S п ) знак равно χ ( Т S п ) [ S п ] знак равно 2 [ S п ] 0 {\ Displaystyle е (TS ^ {n}) = \ чи (TS ^ {n}) [S ^ {n}] = 2 [S ^ {n}] \ not = 0}

Связанные инварианты

Числа Штифеля – Уитни

Если мы работаем на многообразии размерности n, то любое произведение классов Штифеля – Уитни полной степени  n можно спарить с Z / 2 Z - фундаментальным классом многообразия, чтобы получить элемент Z / 2 Z, Штифель– Число Уитни векторного расслоения. Например, если многообразие имеет размерность 3, существуют три линейно независимых числа Штифеля – Уитни, задаваемые формулой. В общем, если многообразие имеет размерность п, число возможных независимых чисел Штифеля-Уитни является число разделов в  п. ш 1 3 , ш 1 ш 2 , ш 3 {\ displaystyle w_ {1} ^ {3}, w_ {1} w_ {2}, w_ {3}}

Числа Штифеля – Уитни касательного расслоения гладкого многообразия называются числами Штифеля – Уитни многообразия. Они известны как инварианты кобордизмов. Лев Понтрягин доказал, что если B - гладкое компактное ( n +1) -мерное многообразие с краем, равным M, то все числа Штифеля-Уитни для M равны нулю. Более того, Рене Том доказал, что если все числа Штифеля-Уитни для M равны нулю, то M может быть реализовано как граница некоторого гладкого компактного многообразия.

Одним из важных чисел Штифеля – Уитни в теории хирургии является инвариант де Рама (4 k +1) -мерного многообразия, ш 2 ш 4 k - 1 . {\ displaystyle w_ {2} w_ {4k-1}.}

У классы

Классы Штифеля-Уитни ш к являются Стинрода квадратов по Ву классов об к, определяемой Wu Вэньцзюнь в ( Wu +1955 ). Проще говоря, полный класс Штифеля – Уитни - это полный квадрат Стинрода всего класса Wu: Sq ( v) = w. Классы Wu чаще всего неявно определяются в терминах квадратов Стинрода, как класс когомологий, представляющий квадраты Стинрода. Пусть многообразие X будет п одномерным. Тогда для любого класса когомологий х степеней пк,. Или, более узко, мы можем снова потребовать для классов когомологий x степени nk. ошибка harv: цель отсутствует: CITEREFWu1955 ( справка ) v k Икс знак равно S q k ( Икс ) , {\ Displaystyle v_ {k} \ чашка x = Sq ^ {k} (x),} v k Икс , μ знак равно S q k ( Икс ) , μ {\ Displaystyle \ langle v_ {k} \ чашка x, \ mu \ rangle = \ langle Sq ^ {k} (x), \ mu \ rangle}

Интегральные классы Штифеля – Уитни.

Элемент называется i + 1 интегральным классом Штифеля – Уитни, где β - гомоморфизм Бокштейна, соответствующий редукции по модулю 2, Z → Z / 2 Z: β ш я ЧАС я + 1 ( Икс ; Z ) {\ displaystyle \ beta w_ {i} \ in H ^ {i + 1} (X; \ mathbf {Z})}

β : ЧАС я ( Икс ; Z / 2 Z ) ЧАС я + 1 ( Икс ; Z ) . {\ displaystyle \ beta \ двоеточие H ^ {i} (X; \ mathbf {Z} / 2 \ mathbf {Z}) \ to H ^ {i + 1} (X; \ mathbf {Z}).}

Например, третий интеграл класс Штифеля-Уитни препятствие к Спин гр структуры.

Соотношения над алгеброй Стинрода

Над алгеброй Стинрода классы Штифеля – Уитни гладкого многообразия (определяемые как классы Штифеля – Уитни касательного расслоения) порождаются классами этого вида. В частности, классы Штифеля – Уитни удовлетворяют формуле Ву, названной в честь Ву Вэньцзюня : ш 2 я {\ displaystyle w_ {2 ^ {i}}}

S q я ( ш j ) знак равно т знак равно 0 я ( j + т - я - 1 т ) ш я - т ш j + т . {\ displaystyle Sq ^ {i} (w_ {j}) = \ sum _ {t = 0} ^ {i} {j + ti-1 \ choose t} w_ {it} w_ {j + t}.}
Смотрите также
использованная литература
внешние ссылки
Последняя правка сделана 2023-03-19 05:30:10
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте