Когомологии Дольбо

В математике , в частности в алгебраической геометрии и дифференциальной геометрии , когомологии Дольбо (названные в честь Пьера Дольбо ) являются аналогом когомологий де Рама для комплексных многообразий . Пусть M — комплексное многообразие. Тогда группы когомологий Дольбо зависят от пары целых чисел p и q и реализуются как подфактор пространства комплексных дифференциальных форм степени ( p , q ). ЧАС п , д ( М , С ) {\displaystyle H^{p,q}(M,\mathbb {C} )}

Построение групп когомологий

Пусть Ω p , qвекторное расслоение комплексных дифференциальных форм степени ( p , q ). В статье о комплексных формах оператор Дольбо определяется как дифференциальный оператор на гладких сечениях

¯ : Ω п , д Ω п , д + 1 {\displaystyle {\bar {\partial }}:\Omega ^{p,q}\to \Omega ^{p,q+1}}

С

¯ 2 = 0 {\displaystyle {\bar {\partial }}^{2}=0}

этот оператор имеет некоторые связанные когомологии . В частности, определите когомологии как фактор-пространство

ЧАС п , д ( М , С ) = кер ( ¯ : Ω п , д Ω п , д + 1 ) я м ( ¯ : Ω п , д 1 Ω п , д ) . {\displaystyle H^{p,q}(M,\mathbb {C} )={\frac {\ker \,({\bar {\partial }}:\Omega ^{p,q}\to \Omega ^{p,q+1})}{\mathrm {im} \,({\bar {\partial }}:\Omega ^{p,q-1}\to \Omega ^{p,q})}}.}

Когомологии Дольбо векторных расслоений

Если Eголоморфное векторное расслоение на комплексном многообразии X , то можно аналогичным образом определить точное разрешение пучка голоморфных сечений E , используя оператор Дольбо E. Следовательно, это разрешение когомологий пучка . О ( Э ) {\displaystyle {\mathcal {O}}(E)} О ( Э ) {\displaystyle {\mathcal {O}}(E)}

В частности, с голоморфной структурой связан оператор Дольбо, переводящий сечения в -формы со значениями в . Это удовлетворяет характеристическому правилу Лейбница относительно оператора Дольбо на дифференциальных формах, и поэтому иногда называется -связью на , Поэтому, таким же образом, как связность на векторном расслоении может быть расширена до внешней ковариантной производной , оператор Дольбо на может быть расширен до оператора Э {\displaystyle E} ¯ Э : Г ( Э ) Ω 0 , 1 ( Э ) {\displaystyle {\bar {\partial }}_{E}:\Gamma (E)\to \Omega ^{0,1}(E)} Э {\displaystyle E} ( 0 , 1 ) {\displaystyle (0,1)} Э {\displaystyle E} ¯ {\displaystyle {\bar {\partial }}} ( 0 , 1 ) {\displaystyle (0,1)} Э {\displaystyle E} Э {\displaystyle E}

¯ Э : Ω п , д ( Э ) Ω п , д + 1 ( Э ) {\displaystyle {\bar {\partial }}_{E}:\Omega ^{p,q}(E)\to \Omega ^{p,q+1}(E)} который действует на раздел α с Ω п , д ( Э ) {\displaystyle \альфа \otimes s\in \Omega ^{p,q}(E)}

¯ Э ( α с ) = ( ¯ α ) с + ( 1 ) п + д α ¯ Э с {\displaystyle {\bar {\partial }}_{E}(\alpha \otimes s)=({\bar {\partial }}\alpha )\otimes s+(-1)^{p+q}\alpha \wedge {\bar {\partial }}_{E}s} и линейно продолжается до любого сечения в . Оператор Дольбо удовлетворяет условию интегрируемости , и поэтому когомологии Дольбо с коэффициентами в могут быть определены, как указано выше: Ω п , д ( Э ) {\displaystyle \Omega ^{p,q}(E)} ¯ Э 2 = 0 {\displaystyle {\bar {\partial }}_{E}^{2}=0} Э {\displaystyle E}

ЧАС п , д ( Х , ( Э , ¯ Э ) ) = кер ( ¯ Э : Ω п , д ( Э ) Ω п , д + 1 ( Э ) ) я м ( ¯ Э : Ω п , д 1 ( Э ) Ω п , д ( Э ) ) . {\displaystyle H^{p,q}(X,(E, {\bar {\partial }}_{E})) = {\frac {\ker \,({\bar {\partial }}_{ E}:\Omega ^{p,q}(E)\to \Omega ^{p,q+1}(E))}{\mathrm {im} \,({\bar {\partial }}_{E}:\Omega ^{p,q-1}(E)\to \Omega ^{p,q}(E))}}.} Группы когомологий Дольбо не зависят от выбора оператора Дольбо, совместимого с голоморфной структурой , поэтому обычно обозначаются путем опускания зависимости от . ¯ Э {\displaystyle {\bar {\partial }}_{E}} Э {\displaystyle E} ЧАС п , д ( Х , Э ) {\displaystyle H^{p,q}(X,E)} ¯ Э {\displaystyle {\bar {\partial }}_{E}}

Лемма Дольбо–Гротендика

Для того чтобы установить изоморфизм Дольбо, нам нужно доказать лемму Дольбо–Гротендика (или лемму Пуанкаре ). Сначала мы докажем одномерную версию леммы Пуанкаре; мы будем использовать следующую обобщенную форму интегрального представления Коши для гладких функций : ¯ {\displaystyle {\bar {\partial }}} ¯ {\displaystyle {\bar {\partial }}}

Предложение : Пусть открытый шар с центром в открыт радиусом и , тогда Б ε ( 0 ) := { z C | z | < ε } {\displaystyle B_{\varepsilon }(0):=\lbrace z\in \mathbb {C} \mid |z|<\varepsilon \rbrace } 0 {\displaystyle 0} ε R > 0 , {\displaystyle \varepsilon \in \mathbb {R} _{>0},} B ε ( 0 ) ¯ U {\displaystyle {\overline {B_{\varepsilon }(0)}}\subseteq U} f C ( U ) {\displaystyle f\in {\mathcal {C}}^{\infty }(U)}

z B ε ( 0 ) : f ( z ) = 1 2 π i B ε ( 0 ) f ( ξ ) ξ z d ξ + 1 2 π i B ε ( 0 ) f ξ ¯ d ξ d ξ ¯ ξ z . {\displaystyle \forall z\in B_{\varepsilon }(0):\quad f(z)={\frac {1}{2\pi i}}\int _{\partial B_{\varepsilon }(0)}{\frac {f(\xi )}{\xi -z}}d\xi +{\frac {1}{2\pi i}}\iint _{B_{\varepsilon }(0)}{\frac {\partial f}{\partial {\bar {\xi }}}}{\frac {d\xi \wedge d{\bar {\xi }}}{\xi -z}}.}

Лемма ( -лемма Пуанкаре на комплексной плоскости): Пусть будет как и прежде и гладкая форма, тогда ¯ {\displaystyle {\bar {\partial }}} B ε ( 0 ) , U {\displaystyle B_{\varepsilon }(0),U} α = f d z ¯ A C 0 , 1 ( U ) {\displaystyle \alpha =fd{\bar {z}}\in {\mathcal {A}}_{\mathbb {C} }^{0,1}(U)}

C ( U ) g ( z ) := 1 2 π i B ε ( 0 ) f ( ξ ) ξ z d ξ d ξ ¯ {\displaystyle {\mathcal {C}}^{\infty }(U)\ni g(z):={\frac {1}{2\pi i}}\int _{B_{\varepsilon }(0)}{\frac {f(\xi )}{\xi -z}}d\xi \wedge d{\bar {\xi }}}

удовлетворяет на α = ¯ g {\displaystyle \alpha ={\bar {\partial }}g} B ε ( 0 ) . {\displaystyle B_{\varepsilon }(0).}

Доказательство. Наше утверждение состоит в том, что определенная выше является хорошо определенной гладкой функцией и . Чтобы показать это, мы выбираем точку и открытую окрестность , тогда мы можем найти гладкую функцию, носитель которой компактен и лежит в и Тогда мы можем записать g {\displaystyle g} α = f d z ¯ = ¯ g {\displaystyle \alpha =f\,d{\bar {z}}={\bar {\partial }}g} z B ε ( 0 ) {\displaystyle z\in B_{\varepsilon }(0)} z V B ε ( 0 ) {\displaystyle z\in V\subseteq B_{\varepsilon }(0)} ρ : B ε ( 0 ) R {\displaystyle \rho :B_{\varepsilon }(0)\to \mathbb {R} } B ε ( 0 ) {\displaystyle B_{\varepsilon }(0)} ρ | V 1. {\displaystyle \rho |_{V}\equiv 1.}

f = f 1 + f 2 := ρ f + ( 1 ρ ) f {\displaystyle f=f_{1}+f_{2}:=\rho f+(1-\rho )f}

и определить

g i := 1 2 π i B ε ( 0 ) f i ( ξ ) ξ z d ξ d ξ ¯ . {\displaystyle g_{i}:={\frac {1}{2\pi i}}\int _{B_{\varepsilon }(0)}{\frac {f_{i}(\xi )}{\xi -z}}d\xi \wedge d{\bar {\xi }}.}

Так как в то ясно, хорошо определено и гладко; мы замечаем, что f 2 0 {\displaystyle f_{2}\equiv 0} V {\displaystyle V} g 2 {\displaystyle g_{2}}

g 1 = 1 2 π i B ε ( 0 ) f 1 ( ξ ) ξ z d ξ d ξ ¯ = 1 2 π i C f 1 ( ξ ) ξ z d ξ d ξ ¯ = π 1 0 0 2 π f 1 ( z + r e i θ ) e i θ d θ d r , {\displaystyle {\begin{aligned}g_{1}&={\frac {1}{2\pi i}}\int _{B_{\varepsilon }(0)}{\frac {f_{1}(\xi )}{\xi -z}}d\xi \wedge d{\bar {\xi }}\\&={\frac {1}{2\pi i}}\int _{\mathbb {C} }{\frac {f_{1}(\xi )}{\xi -z}}d\xi \wedge d{\bar {\xi }}\\&=\pi ^{-1}\int _{0}^{\infty }\int _{0}^{2\pi }f_{1}(z+re^{i\theta })e^{-i\theta }d\theta dr,\end{aligned}}}

который действительно хорошо определен и гладкий, поэтому то же самое верно для . Теперь мы покажем, что на . g {\displaystyle g} ¯ g = α {\displaystyle {\bar {\partial }}g=\alpha } B ε ( 0 ) {\displaystyle B_{\varepsilon }(0)}

g 2 z ¯ = 1 2 π i B ε ( 0 ) f 2 ( ξ ) z ¯ ( 1 ξ z ) d ξ d ξ ¯ = 0 {\displaystyle {\frac {\partial g_{2}}{\partial {\bar {z}}}}={\frac {1}{2\pi i}}\int _{B_{\varepsilon }(0)}f_{2}(\xi ){\frac {\partial }{\partial {\bar {z}}}}{\Big (}{\frac {1}{\xi -z}}{\Big )}d\xi \wedge d{\bar {\xi }}=0}

поскольку является голоморфным в . ( ξ z ) 1 {\displaystyle (\xi -z)^{-1}} B ε ( 0 ) V {\displaystyle B_{\varepsilon }(0)\setminus V}

g 1 z ¯ = π 1 C f 1 ( z + r e i θ ) z ¯ e i θ d θ d r = π 1 C ( f 1 z ¯ ) ( z + r e i θ ) e i θ d θ d r = 1 2 π i B ε ( 0 ) f 1 ξ ¯ d ξ d ξ ¯ ξ z {\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {\partial g_{1}}{\partial {\bar {z}}}}=&\pi ^{-1}\int _{\mathbb {C} }{\frac {\partial f_{1}(z+re^{i\theta })}{\partial {\bar {z}}}}e^{-i\theta }d\theta \wedge dr\\=&\pi ^{-1}\int _{\mathbb {C} }{\Big (}{\frac {\partial f_{1}}{\partial {\bar {z}}}}{\Big )}(z+re^{i\theta })e^{-i\theta }d\theta \wedge dr\\=&{\frac {1}{2\pi i}}\iint _{B_{\varepsilon }(0)}{\frac {\partial f_{1}}{\partial {\bar {\xi }}}}{\frac {d\xi \wedge d{\bar {\xi }}}{\xi -z}}\end{aligned}}}

Применяя обобщенную формулу Коши, находим f 1 {\displaystyle f_{1}}

f 1 ( z ) = 1 2 π i B ε ( 0 ) f 1 ( ξ ) ξ z d ξ + 1 2 π i B ε ( 0 ) f 1 ξ ¯ d ξ d ξ ¯ ξ z = 1 2 π i B ε ( 0 ) f 1 ξ ¯ d ξ d ξ ¯ ξ z {\displaystyle f_{1}(z)={\frac {1}{2\pi i}}\int _{\partial B_{\varepsilon }(0)}{\frac {f_{1}(\xi )}{\xi -z}}d\xi +{\frac {1}{2\pi i}}\iint _{B_{\varepsilon }(0)}{\frac {\partial f_{1}}{\partial {\bar {\xi }}}}{\frac {d\xi \wedge d{\bar {\xi }}}{\xi -z}}={\frac {1}{2\pi i}}\iint _{B_{\varepsilon }(0)}{\frac {\partial f_{1}}{\partial {\bar {\xi }}}}{\frac {d\xi \wedge d{\bar {\xi }}}{\xi -z}}}

так как , но тогда на . Поскольку было произвольным, лемма теперь доказана. f 1 | B ε ( 0 ) = 0 {\displaystyle f_{1}|_{\partial B_{\varepsilon }(0)}=0} f = f 1 = g 1 z ¯ = g z ¯ {\displaystyle f=f_{1}={\frac {\partial g_{1}}{\partial {\bar {z}}}}={\frac {\partial g}{\partial {\bar {z}}}}} V {\displaystyle V} z {\displaystyle z}

Доказательство леммы Дольбо–Гротендика

Теперь мы готовы доказать лемму Дольбо–Гротендика; представленное здесь доказательство принадлежит Гротендику . [1] [2] Обозначим через открытый полидиск с центром в и радиусом . Δ ε n ( 0 ) {\displaystyle \Delta _{\varepsilon }^{n}(0)} 0 C n {\displaystyle 0\in \mathbb {C} ^{n}} ε R > 0 {\displaystyle \varepsilon \in \mathbb {R} _{>0}}

Лемма (Дольбо–Гротендик): Пусть где открыто и такое, что , тогда существует , удовлетворяющее: на α A C n p , q ( U ) {\displaystyle \alpha \in {\mathcal {A}}_{\mathbb {C} ^{n}}^{p,q}(U)} Δ ε n ( 0 ) ¯ U {\displaystyle {\overline {\Delta _{\varepsilon }^{n}(0)}}\subseteq U} q > 0 {\displaystyle q>0} ¯ α = 0 {\displaystyle {\bar {\partial }}\alpha =0} β A C n p , q 1 ( U ) {\displaystyle \beta \in {\mathcal {A}}_{\mathbb {C} ^{n}}^{p,q-1}(U)} α = ¯ β {\displaystyle \alpha ={\bar {\partial }}\beta } Δ ε n ( 0 ) . {\displaystyle \Delta _{\varepsilon }^{n}(0).}

Прежде чем начать доказательство, заметим, что любую -форму можно записать в виде ( p , q ) {\displaystyle (p,q)}

α = I J α I J d z I d z ¯ J = J ( I α I J d z I ) J d z ¯ J {\displaystyle \alpha =\sum _{IJ}\alpha _{IJ}dz_{I}\wedge d{\bar {z}}_{J}=\sum _{J}\left(\sum _{I}\alpha _{IJ}dz_{I}\right)_{J}\wedge d{\bar {z}}_{J}}

для мультииндексов , поэтому мы можем свести доказательство к случаю . I , J , | I | = p , | J | = q {\displaystyle I,J,|I|=p,|J|=q} α A C n 0 , q ( U ) {\displaystyle \alpha \in {\mathcal {A}}_{\mathbb {C} ^{n}}^{0,q}(U)}

Доказательство. Пусть будет наименьшим индексом таким, что в пучке -модулей, мы действуем индукцией по . Ибо мы имеем с тех пор ; далее мы предполагаем, что если то существует такое, что на . Затем предположим и заметим, что мы можем записать k > 0 {\displaystyle k>0} α ( d z ¯ 1 , , d z ¯ k ) {\displaystyle \alpha \in (d{\bar {z}}_{1},\dots ,d{\bar {z}}_{k})} C {\displaystyle {\mathcal {C}}^{\infty }} k {\displaystyle k} k = 0 {\displaystyle k=0} α 0 {\displaystyle \alpha \equiv 0} q > 0 {\displaystyle q>0} α ( d z ¯ 1 , , d z ¯ k ) {\displaystyle \alpha \in (d{\bar {z}}_{1},\dots ,d{\bar {z}}_{k})} β A C n 0 , q 1 ( U ) {\displaystyle \beta \in {\mathcal {A}}_{\mathbb {C} ^{n}}^{0,q-1}(U)} α = ¯ β {\displaystyle \alpha ={\bar {\partial }}\beta } Δ ε n ( 0 ) {\displaystyle \Delta _{\varepsilon }^{n}(0)} ω ( d z ¯ 1 , , d z ¯ k + 1 ) {\displaystyle \omega \in (d{\bar {z}}_{1},\dots ,d{\bar {z}}_{k+1})}

ω = d z ¯ k + 1 ψ + μ , ψ , μ ( d z ¯ 1 , , d z ¯ k ) . {\displaystyle \omega =d{\bar {z}}_{k+1}\wedge \psi +\mu ,\qquad \psi ,\mu \in (d{\bar {z}}_{1},\dots ,d{\bar {z}}_{k}).}

Так как является -замкнутым, то следует, что являются голоморфными по переменным и гладкими по остальным на полидиске . Более того, мы можем применить -лемму Пуанкаре к гладким функциям на открытом шаре , следовательно, существует семейство гладких функций , которые удовлетворяют ω {\displaystyle \omega } ¯ {\displaystyle {\bar {\partial }}} ψ , μ {\displaystyle \psi ,\mu } z k + 2 , , z n {\displaystyle z_{k+2},\dots ,z_{n}} Δ ε n ( 0 ) {\displaystyle \Delta _{\varepsilon }^{n}(0)} ¯ {\displaystyle {\bar {\partial }}} z k + 1 ψ J ( z 1 , , z k + 1 , , z n ) {\displaystyle z_{k+1}\mapsto \psi _{J}(z_{1},\dots ,z_{k+1},\dots ,z_{n})} B ε k + 1 ( 0 ) {\displaystyle B_{\varepsilon _{k+1}}(0)} g J {\displaystyle g_{J}}

ψ J = g J z ¯ k + 1 on B ε k + 1 ( 0 ) . {\displaystyle \psi _{J}={\frac {\partial g_{J}}{\partial {\bar {z}}_{k+1}}}\quad {\text{on}}\quad B_{\varepsilon _{k+1}}(0).}

g J {\displaystyle g_{J}} также голоморфны в . Определить z k + 2 , , z n {\displaystyle z_{k+2},\dots ,z_{n}}

ψ ~ := J g J d z ¯ J {\displaystyle {\tilde {\psi }}:=\sum _{J}g_{J}d{\bar {z}}_{J}}

затем

ω ¯ ψ ~ = d z ¯ k + 1 ψ + μ J g J z ¯ k + 1 d z ¯ k + 1 d z ¯ J + j = 1 k J g J z ¯ j d z ¯ j d z ¯ J { j } = d z ¯ k + 1 ψ + μ d z ¯ k + 1 ψ + j = 1 k J g J z ¯ j d z ¯ j d z ¯ J { j } = μ + j = 1 k J g J z ¯ j d z ¯ j d z ¯ J { j } ( d z ¯ 1 , , d z ¯ k ) , {\displaystyle {\begin{aligned}\omega -{\bar {\partial }}{\tilde {\psi }}&=d{\bar {z}}_{k+1}\wedge \psi +\mu -\sum _{J}{\frac {\partial g_{J}}{\partial {\bar {z}}_{k+1}}}d{\bar {z}}_{k+1}\wedge d{\bar {z}}_{J}+\sum _{j=1}^{k}\sum _{J}{\frac {\partial g_{J}}{\partial {\bar {z}}_{j}}}d{\bar {z}}_{j}\wedge d{\bar {z}}_{J\setminus \lbrace j\rbrace }\\&=d{\bar {z}}_{k+1}\wedge \psi +\mu -d{\bar {z}}_{k+1}\wedge \psi +\sum _{j=1}^{k}\sum _{J}{\frac {\partial g_{J}}{\partial {\bar {z}}_{j}}}d{\bar {z}}_{j}\wedge d{\bar {z}}_{J\setminus \lbrace j\rbrace }\\&=\mu +\sum _{j=1}^{k}\sum _{J}{\frac {\partial g_{J}}{\partial {\bar {z}}_{j}}}d{\bar {z}}_{j}\wedge d{\bar {z}}_{J\setminus \lbrace j\rbrace }\in (d{\bar {z}}_{1},\dots ,d{\bar {z}}_{k}),\end{aligned}}}

поэтому мы можем применить к нему гипотезу индукции, существует такое, что η A C n 0 , q 1 ( U ) {\displaystyle \eta \in {\mathcal {A}}_{\mathbb {C} ^{n}}^{0,q-1}(U)}

ω ¯ ψ ~ = ¯ η on Δ ε n ( 0 ) {\displaystyle \omega -{\bar {\partial }}{\tilde {\psi }}={\bar {\partial }}\eta \quad {\text{on}}\quad \Delta _{\varepsilon }^{n}(0)}

и завершает шаг индукции. QED ζ := η + ψ ~ {\displaystyle \zeta :=\eta +{\tilde {\psi }}}

Предыдущую лемму можно обобщить, допустив полидиски с для некоторых компонент полирадиуса. ε k = + {\displaystyle \varepsilon _{k}=+\infty }

Лемма (расширенная Дольбо-Гротендика). Если — открытый полидиск с и , то Δ ε n ( 0 ) {\displaystyle \Delta _{\varepsilon }^{n}(0)} ε k R { + } {\displaystyle \varepsilon _{k}\in \mathbb {R} \cup \lbrace +\infty \rbrace } q > 0 {\displaystyle q>0} H ¯ p , q ( Δ ε n ( 0 ) ) = 0. {\displaystyle H_{\bar {\partial }}^{p,q}(\Delta _{\varepsilon }^{n}(0))=0.}

Доказательство. Рассмотрим два случая: и . α A C n p , q + 1 ( U ) , q > 0 {\displaystyle \alpha \in {\mathcal {A}}_{\mathbb {C} ^{n}}^{p,q+1}(U),q>0} α A C n p , 1 ( U ) {\displaystyle \alpha \in {\mathcal {A}}_{\mathbb {C} ^{n}}^{p,1}(U)}

Случай 1. Пусть , и мы покрываем полидисками , тогда по лемме Дольбо–Гротендика мы можем найти формы бистепени на открытом , такие, что ; мы хотим показать, что α A C n p , q + 1 ( U ) , q > 0 {\displaystyle \alpha \in {\mathcal {A}}_{\mathbb {C} ^{n}}^{p,q+1}(U),q>0} Δ ε n ( 0 ) {\displaystyle \Delta _{\varepsilon }^{n}(0)} Δ i ¯ Δ i + 1 {\displaystyle {\overline {\Delta _{i}}}\subset \Delta _{i+1}} β i {\displaystyle \beta _{i}} ( p , q 1 ) {\displaystyle (p,q-1)} Δ i ¯ U i {\displaystyle {\overline {\Delta _{i}}}\subseteq U_{i}} α | Δ i = ¯ β i {\displaystyle \alpha |_{\Delta _{i}}={\bar {\partial }}\beta _{i}}

β i + 1 | Δ i = β i . {\displaystyle \beta _{i+1}|_{\Delta _{i}}=\beta _{i}.}

Продолжаем индукцией по : случай, когда выполняется по предыдущей лемме. Пусть утверждение верно для и возьмем с i {\displaystyle i} i = 1 {\displaystyle i=1} k > 1 {\displaystyle k>1} Δ k + 1 {\displaystyle \Delta _{k+1}}

Δ ε n ( 0 ) = i = 1 k + 1 Δ i and Δ k ¯ Δ k + 1 . {\displaystyle \Delta _{\varepsilon }^{n}(0)=\bigcup _{i=1}^{k+1}\Delta _{i}\quad {\text{and}}\quad {\overline {\Delta _{k}}}\subset \Delta _{k+1}.}

Затем мы находим -форму, определенную в открытой окрестности такой, что . Пусть будет открытой окрестностью тогда на и мы можем снова применить лемму Дольбо-Гротендика, чтобы найти -форму такую , что на . Теперь пусть будет открытым множеством с и гладкой функцией такой, что: ( p , q 1 ) {\displaystyle (p,q-1)} β k + 1 {\displaystyle \beta '_{k+1}} Δ k + 1 ¯ {\displaystyle {\overline {\Delta _{k+1}}}} α | Δ k + 1 = ¯ β k + 1 {\displaystyle \alpha |_{\Delta _{k+1}}={\bar {\partial }}\beta _{k+1}} U k {\displaystyle U_{k}} Δ k ¯ {\displaystyle {\overline {\Delta _{k}}}} ¯ ( β k β k + 1 ) = 0 {\displaystyle {\bar {\partial }}(\beta _{k}-\beta '_{k+1})=0} U k {\displaystyle U_{k}} ( p , q 2 ) {\displaystyle (p,q-2)} γ k {\displaystyle \gamma _{k}} β k β k + 1 = ¯ γ k {\displaystyle \beta _{k}-\beta '_{k+1}={\bar {\partial }}\gamma _{k}} Δ k {\displaystyle \Delta _{k}} V k {\displaystyle V_{k}} Δ k ¯ V k U k {\displaystyle {\overline {\Delta _{k}}}\subset V_{k}\subsetneq U_{k}} ρ k : Δ ε n ( 0 ) R {\displaystyle \rho _{k}:\Delta _{\varepsilon }^{n}(0)\to \mathbb {R} }

supp ( ρ k ) U k , ρ | V k = 1 , ρ k | Δ ε n ( 0 ) U k = 0. {\displaystyle \operatorname {supp} (\rho _{k})\subset U_{k},\qquad \rho |_{V_{k}}=1,\qquad \rho _{k}|_{\Delta _{\varepsilon }^{n}(0)\setminus U_{k}}=0.}

Тогда есть хорошо определенная гладкая форма, на которой удовлетворяет ρ k γ k {\displaystyle \rho _{k}\gamma _{k}} Δ ε n ( 0 ) {\displaystyle \Delta _{\varepsilon }^{n}(0)}

β k = β k + 1 + ¯ ( γ k ρ k ) on Δ k , {\displaystyle \beta _{k}=\beta '_{k+1}+{\bar {\partial }}(\gamma _{k}\rho _{k})\quad {\text{on}}\quad \Delta _{k},}

отсюда и форма

β k + 1 := β k + 1 + ¯ ( γ k ρ k ) {\displaystyle \beta _{k+1}:=\beta '_{k+1}+{\bar {\partial }}(\gamma _{k}\rho _{k})}

удовлетворяет

β k + 1 | Δ k = β k + 1 + ¯ γ k = β k ¯ β k + 1 = ¯ β k + 1 = α | Δ k + 1 {\displaystyle {\begin{aligned}\beta _{k+1}|_{\Delta _{k}}&=\beta '_{k+1}+{\bar {\partial }}\gamma _{k}=\beta _{k}\\{\bar {\partial }}\beta _{k+1}&={\bar {\partial }}\beta '_{k+1}=\alpha |_{\Delta _{k+1}}\end{aligned}}}

Случай 2. Если вместо этого мы не можем применить лемму Дольбо-Гротендика дважды; мы берем и как и прежде, мы хотим показать, что α A C n p , 1 ( U ) , {\displaystyle \alpha \in {\mathcal {A}}_{\mathbb {C} ^{n}}^{p,1}(U),} β i {\displaystyle \beta _{i}} Δ i {\displaystyle \Delta _{i}}

( β i I β i + 1 I ) | Δ k 1 < 2 i . {\displaystyle \left\|\left.\left({\beta _{i}}_{I}-{\beta _{i+1}}_{I}\right)\right|_{\Delta _{k-1}}\right\|_{\infty }<2^{-i}.}

Снова действуем индукцией по : поскольку ответ дается леммой Дольбо-Гротендика. Далее мы предполагаем, что утверждение верно для . Возьмем такое, что покрывает , тогда мы можем найти -форму такую, что i {\displaystyle i} i = 1 {\displaystyle i=1} k > 1 {\displaystyle k>1} Δ k + 1 Δ k ¯ {\displaystyle \Delta _{k+1}\supset {\overline {\Delta _{k}}}} Δ k + 1 { Δ i } i = 1 k {\displaystyle \Delta _{k+1}\cup \lbrace \Delta _{i}\rbrace _{i=1}^{k}} Δ ε n ( 0 ) {\displaystyle \Delta _{\varepsilon }^{n}(0)} ( p , 0 ) {\displaystyle (p,0)} β k + 1 {\displaystyle \beta '_{k+1}}

α | Δ k + 1 = ¯ β k + 1 , {\displaystyle \alpha |_{\Delta _{k+1}}={\bar {\partial }}\beta '_{k+1},}

которая также удовлетворяет , т.е. является голоморфной -формой везде, где определена, следовательно, по теореме Стоуна–Вейерштрасса мы можем записать ее как ¯ ( β k β k + 1 ) = 0 {\displaystyle {\bar {\partial }}(\beta _{k}-\beta '_{k+1})=0} Δ k {\displaystyle \Delta _{k}} β k β k + 1 {\displaystyle \beta _{k}-\beta '_{k+1}} ( p , 0 ) {\displaystyle (p,0)}

β k β k + 1 = | I | = p ( P I + r I ) d z I {\displaystyle \beta _{k}-\beta '_{k+1}=\sum _{|I|=p}(P_{I}+r_{I})dz_{I}}

где - многочлены и P I {\displaystyle P_{I}}

r I | Δ k 1 < 2 k , {\displaystyle \left\|r_{I}|_{\Delta _{k-1}}\right\|_{\infty }<2^{-k},}

но тогда форма

β k + 1 := β k + 1 + | I | = p P I d z I {\displaystyle \beta _{k+1}:=\beta '_{k+1}+\sum _{|I|=p}P_{I}dz_{I}}

удовлетворяет

¯ β k + 1 = ¯ β k + 1 = α | Δ k + 1 ( β k I β k + 1 I ) | Δ k 1 = r I < 2 k {\displaystyle {\begin{aligned}{\bar {\partial }}\beta _{k+1}&={\bar {\partial }}\beta '_{k+1}=\alpha |_{\Delta _{k+1}}\\\left\|({\beta _{k}}_{I}-{\beta _{k+1}}_{I})|_{\Delta _{k-1}}\right\|_{\infty }&=\|r_{I}\|_{\infty }<2^{-k}\end{aligned}}}

что завершает шаг индукции; следовательно, мы построили последовательность , которая равномерно сходится к некоторой -форме, такой что . ЧТЭД { β i } i N {\displaystyle \lbrace \beta _{i}\rbrace _{i\in \mathbb {N} }} ( p , 0 ) {\displaystyle (p,0)} β {\displaystyle \beta } α | Δ ε n ( 0 ) = ¯ β {\displaystyle \alpha |_{\Delta _{\varepsilon }^{n}(0)}={\bar {\partial }}\beta }

Теорема Дольбо

Теорема Дольбо является комплексным аналогом [3] теоремы де Рама . Она утверждает , что когомологии Дольбо изоморфны когомологиям пучка голоморфных дифференциальных форм. В частности,

H p , q ( M ) H q ( M , Ω p ) {\displaystyle H^{p,q}(M)\cong H^{q}(M,\Omega ^{p})}

где — пучок голоморфных p- форм на M. Ω p {\displaystyle \Omega ^{p}}

Версия теоремы Дольбо также справедлива для когомологий Дольбо с коэффициентами в голоморфном векторном расслоении . А именно, имеется изоморфизм E {\displaystyle E}

H p , q ( M , E ) H q ( M , Ω p E ) . {\displaystyle H^{p,q}(M,E)\cong H^{q}(M,\Omega ^{p}\otimes E).}

Также была создана версия для логарифмических форм . [4]

Доказательство

Пусть будет тонким пучком форм типа . Тогда лемма Пуанкаре утверждает, что последовательность F p , q {\displaystyle {\mathcal {F}}^{p,q}} C {\displaystyle C^{\infty }} ( p , q ) {\displaystyle (p,q)} ¯ {\displaystyle {\overline {\partial }}}

Ω p , q ¯ F p , q + 1 ¯ F p , q + 2 ¯ {\displaystyle \Omega ^{p,q}{\xrightarrow {\overline {\partial }}}{\mathcal {F}}^{p,q+1}{\xrightarrow {\overline {\partial }}}{\mathcal {F}}^{p,q+2}{\xrightarrow {\overline {\partial }}}\cdots }

является точной. Как и любая длинная точная последовательность, эта последовательность распадается на короткие точные последовательности. Длинные точные последовательности когомологий, соответствующие им, дают результат, если использовать его, то высшие когомологии тонкого пучка исчезают.

Явный пример расчета

Когомологии Дольбо -мерного комплексного проективного пространства имеют вид n {\displaystyle n}

H ¯ p , q ( P C n ) = { C p = q 0 otherwise {\displaystyle H_{\bar {\partial }}^{p,q}(P_{\mathbb {C} }^{n})={\begin{cases}\mathbb {C} &p=q\\0&{\text{otherwise}}\end{cases}}}

Применим следующий известный факт из теории Ходжа :

H d R k ( P C n , C ) = p + q = k H ¯ p , q ( P C n ) {\displaystyle H_{\rm {dR}}^{k}\left(P_{\mathbb {C} }^{n},\mathbb {C} \right)=\bigoplus _{p+q=k}H_{\bar {\partial }}^{p,q}(P_{\mathbb {C} }^{n})}

поскольку — компактное кэлерово комплексное многообразие . Тогда и P C n {\displaystyle P_{\mathbb {C} }^{n}} b 2 k + 1 = 0 {\displaystyle b_{2k+1}=0}

b 2 k = h k , k + p + q = 2 k , p q h p , q = 1. {\displaystyle b_{2k}=h^{k,k}+\sum _{p+q=2k,p\neq q}h^{p,q}=1.}

Кроме того, мы знаем, что является кэлеровой, а где находится фундаментальная форма, связанная с метрикой Фубини–Штуди (которая действительно является кэлеровой), следовательно , и всякий раз, когда это дает результат. P C n {\displaystyle P_{\mathbb {C} }^{n}} 0 [ ω k ] H ¯ k , k ( P C n ) , {\displaystyle 0\neq [\omega ^{k}]\in H_{\bar {\partial }}^{k,k}(P_{\mathbb {C} }^{n}),} ω {\displaystyle \omega } h k , k = 1 {\displaystyle h^{k,k}=1} h p , q = 0 {\displaystyle h^{p,q}=0} p q , {\displaystyle p\neq q,}

Смотрите также

Сноски

  1. ^ Серр, Жан-Пьер (1953–1954), «Analytiques sur l'espace projectif», Семинар Анри Картана , 6 (Обсуждение № 18): 1–10
  2. ^ "Исчисление на комплексных многообразиях". Несколько комплексных переменных и комплексные многообразия II . 1982. стр.  1– 64. doi :10.1017/CBO9780511629327.002. ISBN 9780521288880.
  3. ^ В отличие от когомологий де Рама, когомологии Дольбо больше не являются топологическим инвариантом, поскольку они тесно зависят от комплексной структуры.
  4. ^ Наварро Аснар, Висенте (1987), "Sur la theorie de Hodge-Deligne", Inventiones Mathematicae , 90 (1): 11–76 , Bibcode : 1987InMat..90...11A, doi : 10.1007/bf01389031, S2CID  122772976, Раздел 8

Ссылки

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Dolbeault_cohomology&oldid=1157977542"