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Mapa de Kodaira–Spencer

En matemáticas , la función Kodaira–Spencer , introducida por Kunihiko Kodaira y Donald C. Spencer , es una función asociada a una deformación de un esquema o variedad compleja X , tomando un espacio tangente de un punto del espacio de deformación al primer grupo de cohomología del haz de campos vectoriales en  X.

Definición

Motivación histórica

La función Kodaira-Spencer se construyó originalmente en el contexto de variedades complejas. Dada una variedad analítica compleja con gráficos y funciones biholomórficas que unen los gráficos, la idea de la teoría de la deformación es reemplazar estas funciones de transición por funciones de transición parametrizadas sobre alguna base (que podría ser una variedad real) con coordenadas , tales que . Esto significa que los parámetros deforman la estructura compleja de la variedad compleja original . Entonces, estas funciones también deben satisfacer una condición de cociclo, lo que da un 1-cociclo en con valores en su fibrado tangente. Dado que se puede suponer que la base es un polidisco, este proceso da una función entre el espacio tangente de la base a llamada función Kodaira-Spencer. [1]

Definición original

Más formalmente, el mapa Kodaira-Spencer es [2]

dónde

Si está en , entonces su imagen se llama clase Kodaira–Spencer de .

Observaciones

Debido a que la teoría de la deformación se ha extendido a muchos otros contextos, como las deformaciones en la teoría de esquemas o los topos anillados , existen construcciones del mapa de Kodaira-Spencer para estos contextos.

En la teoría de esquemas sobre un cuerpo base de característica , existe una biyección natural entre las clases de isomorfismos de y .

Construcciones

Usando infinitesimales

Condición de co-ciclo para deformaciones

Sobre la característica, la construcción del mapa de Kodaira–Spencer [4] se puede realizar utilizando una interpretación infinitesimal de la condición de cociclo. Si tenemos una variedad compleja cubierta por un número finito de gráficos con coordenadas y funciones de transición

dónde

Recordemos que una deformación viene dada por un diagrama conmutativo.

donde está el anillo de números duales y los mapas verticales son planos, la deformación tiene la interpretación cohomológica como cociclos en donde

Si cumplen la condición de cociclo, entonces se adhieren a la deformación . Esto se puede leer como

Utilizando las propiedades de los números duales, es decir , tenemos

y

Por lo tanto, la condición del ciclo se basa en las dos reglas siguientes:

Conversión a cociclos de campos vectoriales

El cociclo de la deformación se puede convertir fácilmente en un cociclo de campos vectoriales de la siguiente manera: dado el cociclo podemos formar el campo vectorial

que es una 1-cocadena. Entonces la regla para los mapas de transición de da esta 1-cocadena como un 1-cociclo, por lo tanto una clase .

Uso de campos vectoriales

Una de las construcciones originales de este mapa utilizó campos vectoriales en los entornos de geometría diferencial y análisis complejo. [1] Dada la notación anterior, la transición de una deformación a la condición de cociclo es transparente sobre una base pequeña de dimensión uno, por lo que solo hay un parámetro . Entonces, la condición de cociclo se puede leer como

Entonces, la derivada de con respecto a se puede calcular a partir de la ecuación anterior como

Tenga en cuenta que debido a que y , entonces la derivada se lee como

Con un cambio de coordenadas de la parte del campo vectorial holomórfico anterior que tiene estas derivadas parciales como coeficientes, podemos escribir

Por lo tanto, podemos escribir la ecuación anterior como la siguiente ecuación de campos vectoriales

Reescribiendo esto como los campos vectoriales

dónde

da la condición de cociclo. Por lo tanto, tiene una clase asociada en a partir de la deformación original de .

En la teoría de esquemas

Deformaciones de variedad suave [5]

tienen una clase Kodaira-Spencer construida cohomológicamente. Asociada a esta deformación está la secuencia exacta corta

(donde ) que cuando se tensa con el módulo da la secuencia exacta corta

Usando categorías derivadas , esto define un elemento en

generalización del mapa de Kodaira-Spencer. Nótese que esto podría generalizarse a cualquier mapa suave utilizando la secuencia cotangente, dando un elemento en .

De topos anillados

Una de las construcciones más abstractas de los mapas de Kodaira-Spencer proviene de los complejos cotangentes asociados a una composición de mapas de topos anillados .

Luego, asociado a esta composición se encuentra un triángulo distinguido.

y este mapa de límites forma el mapa de Kodaira–Spencer [6] (o clase de cohomología, denotada ). Si los dos mapas en la composición son mapas suaves de esquemas, entonces esta clase coincide con la clase en .

Ejemplos

Con gérmenes analíticos

El mapa de Kodaira-Spencer al considerar gérmenes analíticos es fácilmente computable usando la cohomología tangente en la teoría de la deformación y sus deformaciones versales. [7] Por ejemplo, dado el germen de un polinomio , su espacio de deformaciones puede ser dado por el módulo

Por ejemplo, si entonces sus deformaciones versales están dadas por

Por lo tanto, una deformación arbitraria viene dada por . Entonces, para un vector , que tiene como base

Allí está el mapa que se envía

Sobre hipersuperficies afines con el complejo cotangente

Para una hipersuperficie afín sobre un campo definido por un polinomio , existe el triángulo fundamental asociado

Luego, al aplicarlo se obtiene la secuencia larga y exacta.

Recordemos que existe el isomorfismo

De la teoría general de categorías derivadas, y el grupo ext clasifica las deformaciones de primer orden. Luego, mediante una serie de reducciones, se puede calcular este grupo. Primero, como es un módulo libre , . Además, como , existen isomorfismos

El último isomorfismo proviene del isomorfismo , y un morfismo en

enviar

dando el isomorfismo deseado. De la sucesión cotangente

(que es una versión truncada del triángulo fundamental) el mapa de conexión de la secuencia exacta larga es el dual de , dando el isomorfismo

Tenga en cuenta que este cálculo se puede realizar utilizando la secuencia cotangente y calculando . [8] Luego, el mapa de Kodaira-Spencer envía una deformación

al elemento .

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Kodaira (2005). Variedades complejas y deformación de estructuras complejas . Clásicos de las matemáticas. págs. 182-184, 188-189. doi :10.1007/b138372. ISBN. 978-3-540-22614-7.
  2. ^ Huybrechts 2005, 6.2.6.
  3. ^ La principal diferencia entre una variedad compleja y un espacio complejo es que a este último se le permite tener un nilpotente.
  4. ^ Arbarello; Cornalba; Griffiths (2011). Geometría de Curvas Algebraicas II. Grundlehren der mathematischen Wissenschaften, Arbarello, E. Et al: Curvas algebraicas I, II. Saltador. págs. 172-174. ISBN 9783540426882.
  5. ^ Sernesi. "Una visión general de la teoría clásica de la deformación" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 27 de abril de 2020.
  6. ^ Illusie, L. Compleja cotangente; aplicación a la teoría de las deformaciones (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2020-11-25 . Consultado el 2020-04-27 .
  7. ^ Palamodov (1990). "Deformaciones de espacios complejos". Varias variables complejas IV . Enciclopedia de ciencias matemáticas. Vol. 10. págs. 138, 130. doi :10.1007/978-3-642-61263-3_3. ISBN 978-3-642-64766-6.
  8. ^ Talpo, Mattia; Vistoli, Angelo (30 de enero de 2011). "Teoría de la deformación desde el punto de vista de las categorías fibrosas". pp. 25, ejercicio 3.25. arXiv : 1006.0497 [math.AG].