सामान्यीकृत ध्वज विविधता

गणित में, सामान्यीकृत ध्वज विविधता (या बस ध्वज विविधता) सजातीय स्थान है जिसके बिंदु फ़ील्ड (गणित) F पर परिमित-आयामी वेक्टर स्थान V में ध्वज (रैखिक बीजगणित) होते हैं। जब F वास्तविक या जटिल संख्या होती है, तो सामान्यीकृत ध्वज विविधता स्मूथ मैनिफोल्ड या जटिल मैनिफोल्ड होती है, जिसे वास्तविक या जटिल ध्वज मैनिफोल्ड कहा जाता है। ध्वज की विविधतायें स्वाभाविक रूप से प्रक्षेपी विविधता हैं।

ध्वज की विविधताओं को व्यापकता के विभिन्न स्तरों में परिभाषित किया जा सकता है। प्रोटोटाइप फ़ील्ड F के ऊपर सदिश स्थल V में पूर्ण ध्वजों की विविधता है, जो कि F के ऊपर विशेष रैखिक समूह के लिए ध्वज विविधता है। अन्य ध्वज विविधतायें आंशिक ध्वजों पर विचार करके, या विशेष रैखिक समूह से उपसमूहों जैसे सहानुभूति समूह पर प्रतिबंध लगाकर उत्पन्न होती हैं। आंशिक ध्वजों के लिए, किसी को विचाराधीन ध्वजों के आयामों का क्रम निर्दिष्ट करना होगा। रैखिक समूह के उपसमूहों के लिए, ध्वजों पर अतिरिक्त शर्तें लगाई जानी चाहिए।

सबसे सामान्य अर्थ में, सामान्यीकृत ध्वज विविधता को एक प्रक्षेप्य सजातीय विविधता के रूप में परिभाषित किया गया है, अर्थात, क्षेत्र एफ पर स्मूथ योजना प्रक्षेप्य विविधता X हैं जिसमें एक रिडक्टिव समूह G (और स्मूथ स्टेबलाइज़र उपसमूह; यह विशेषता (बीजगणित) शून्य के F के लिए कोई प्रतिबंध नहीं है) की सकर्मक कार्रवाई के साथ है। यदि X में F-तर्कसंगत बिंदु है, तो यह G के कुछ परवलयिक उपसमूह P के लिए G/P के समरूपी है। प्रक्षेपी सजातीय विविधता को G के प्रक्षेपित समूह प्रतिनिधित्व में उच्चतम भार वेक्टर की समूह के रूप में भी अनुभव किया जा सकता है। जटिल प्रक्षेप्य सजातीय विविधतायें परवलयिक प्रकार के कार्टन ज्यामिति के लिए कॉम्पैक्ट फ्लैट मॉडल स्थान हैं। वे G के किसी भी अधिकतम कॉम्पैक्ट उपसमूह के अनुसार सजातीय रीमैनियन मैनिफोल्ड हैं, और वे त्रुटिहीन रूप से कॉम्पैक्ट लाई समूहों की सह-संयुक्त समूह हैं।

ध्वज मैनिफ़ोल्ड सममित स्थान हो सकते हैं। जटिल संख्याओं पर, संबंधित ध्वज मैनिफोल्ड हर्मिटियन सममित स्थान हैं। वास्तविक संख्याओं पर, एक R-स्पेस वास्तविक ध्वज मैनिफ़ोल्ड का पर्याय है और संबंधित सममित रिक्त स्थान को सममित R-स्पेस कहा जाता है।

सदिश स्थान में ध्वज

Main article: flag (linear algebra)

फ़ील्ड 'F' के ऊपर परिमित आयामी वेक्टर स्पेस V में ध्वज रैखिक उप-स्थानों का बढ़ता हुआ क्रम है, जहां बढ़ने का मतलब है कि प्रत्येक अगले का उचित उप-स्थान है (निस्पंदन (अमूर्त बीजगणित) देखें):

$\{0\}=V_{0}\subset V_{1}\subset V_{2}\subset \cdots \subset V_{k}=V.$

यदि हम मंद V लिखते हैं_i =डी_i तो हमारे पास हैं

$0=d_{0}<d_{1}<d_{2}<\cdots <d_{k}=n,$

जहां n, V का आयाम (रैखिक बीजगणित) है। इसलिए, हमारे पास k ≤ n होना चाहिए। ध्वज को पूर्ण ध्वज कहा जाता है यदि d_i = i सभी i के लिए, अन्यथा इसे आंशिक ध्वज कहा जाता है। ध्वज का हस्ताक्षर अनुक्रम है (d)₁, ..., डी_k).

कुछ उप-स्थानों को हटाकर पूर्ण ध्वज से आंशिक ध्वज प्राप्त किया जा सकता है। इसके विपरीत, किसी भी आंशिक ध्वज को उपयुक्त उप-स्थान डालकर (कई अलग-अलग तरीकों से) पूरा किया जा सकता है।

प्रोटोटाइप: संपूर्ण ध्वज विविधता

रैखिक बीजगणित के बुनियादी परिणामों के अनुसार, फ़ील्ड 'F' के ऊपर n-आयामी वेक्टर स्पेस V में कोई भी दो पूर्ण ध्वज ज्यामितीय दृष्टिकोण से दूसरे से अलग नहीं हैं। कहने का तात्पर्य यह है कि, सामान्य रैखिक समूह समूह क्रिया (गणित) सभी पूर्ण ध्वजों के सेट पर सकर्मक रूप से।

V के लिए क्रमबद्ध आधार (रैखिक बीजगणित) तय करें, इसे 'F' से पहचानेंⁿ, जिसका सामान्य रैखिक समूह n × n व्युत्क्रमणीय आव्यूहों का समूह GL(n,'F') है। इस आधार से जुड़ा मानक ध्वज वह है जहां ith उपस्थान को आधार के पहले i वैक्टर द्वारा फैलाया जाता है। इस आधार के सापेक्ष, मानक ध्वज का स्टेबलाइज़र (समूह सिद्धांत) नॉनसिंगुलर निचले त्रिकोणीय मैट्रिक्स का समूह (गणित) है, जिसे हम बी द्वारा दर्शाते हैं_n. इसलिए संपूर्ण ध्वज विविधता को सजातीय स्थान GL(n,'F') / B के रूप में लिखा जा सकता है_n, जो विशेष रूप से दर्शाता है कि इसका 'F' के ऊपर आयाम n(n−1)/2 है।

ध्यान दें कि पहचान के गुणक सभी ध्वजों पर तुच्छ रूप से कार्य करते हैं, और इसलिए कोई व्यक्ति निर्धारक वाले आव्यूहों के विशेष रैखिक समूह SL(n,'F') पर ध्यान केंद्रित कर सकता है, जो अर्धसरल बीजगणितीय समूह है; सारणिक के निचले त्रिकोणीय मैट्रिक्स का सेट बोरेल उपसमूह है।

यदि फ़ील्ड 'एफ' वास्तविक या जटिल संख्या है तो हम वी पर आंतरिक उत्पाद पेश कर सकते हैं जैसे कि चुना गया आधार ऑर्थोनॉर्मल है। कोई भी पूर्ण ध्वज ऑर्थोगोनल पूरक लेकर एक-आयामी उप-स्थानों के प्रत्यक्ष योग में विभाजित हो जाता है। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि जटिल संख्याओं पर पूरा ध्वज कई गुना सजातीय स्थान है

$U(n)/T^{n}$

जहां U(n) एकात्मक समूह है और Tⁿविकर्ण एकात्मक आव्यूहों का n-टोरस है। वास्तविक संख्याओं पर समान विवरण है जिसमें U(n) को ऑर्थोगोनल समूह O(n) और T द्वारा प्रतिस्थापित किया गया हैⁿविकर्ण ऑर्थोगोनल मैट्रिक्स द्वारा (जिसमें विकर्ण प्रविष्टियाँ ±1 हैं)।

आंशिक ध्वज विविधतायें

आंशिक ध्वज विविधता

$F(d_{1},d_{2},\ldots d_{k},\mathbb {F} )$

हस्ताक्षर के सभी ध्वजों का स्थान है (d)₁, डी₂, ... डी_k) आयाम n = d के सदिश समष्टि V में_k एफ के ऊपर। संपूर्ण ध्वज विविधता वह विशेष मामला है जो डी_i = मैं सबके लिए मैं. जब k=2, यह d का ग्रासमैनियन है₁वी के -आयामी उप-स्थान।

यह 'एफ' के ऊपर वी के सामान्य रैखिक समूह जी के लिए सजातीय स्थान है। स्पष्ट होने के लिए, V = 'F' लेंⁿ ताकि G = GL(n,'F'). नेस्टेड उपस्थानों के ध्वज का स्टेबलाइज़र वी_i आयाम का डी_i गैर-एकवचन ब्लॉक मैट्रिक्स निचले त्रिकोणीय मैट्रिक्स के समूह के रूप में लिया जा सकता है, जहां ब्लॉक के आयाम n हैं_i :=डी_i − डी_i−1 (डी के साथ)₀ = 0).

निर्धारक के आव्यूहों तक सीमित, यह SL(n,'F') का परवलयिक उपसमूह P है, और इस प्रकार आंशिक ध्वज विविधता सजातीय स्थान SL(n,'F')/P के लिए समरूपी है।

यदि 'एफ' वास्तविक या जटिल संख्या है, तो किसी भी ध्वज को सीधे योग में विभाजित करने के लिए आंतरिक उत्पाद का उपयोग किया जा सकता है, और इसलिए आंशिक ध्वज विविधता भी सजातीय स्थान के लिए आइसोमोर्फिक है

$U(n)/U(n_{1})\times \cdots \times U(n_{k})$

जटिल मामले में, या

$O(n)/O(n_{1})\times \cdots \times O(n_{k})$

वास्तविक मामले में.

अर्धसरल समूहों का सामान्यीकरण

निर्धारक के ऊपरी त्रिकोणीय मैट्रिक्स एसएल (एन, 'एफ') के बोरेल उपसमूह हैं, और इसलिए आंशिक ध्वज के स्टेबलाइजर्स परवलयिक उपसमूह हैं। इसके अलावा, आंशिक ध्वज परवलयिक उपसमूह द्वारा निर्धारित किया जाता है जो इसे स्थिर करता है।

इसलिए, अधिक सामान्यतः, यदि G अर्धसरल समूह रैखिक बीजगणितीय समूह या Lie समूह है, तो G के लिए (सामान्यीकृत) ध्वज विविधता G/P है जहां P, G का परवलयिक उपसमूह है। परवलयिक उपसमूहों और सामान्यीकृत ध्वज विविधताओं के बीच पत्राचार प्रत्येक को दूसरे के संदर्भ में समझने की अनुमति देता है।

शब्दावली ध्वज विविधता का विस्तार उचित है, क्योंकि जी/पी के बिंदुओं को अभी भी ध्वज का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है। जब G शास्त्रीय झूठ समूह है, जैसे कि सहानुभूति समूह या ऑर्थोगोनल समूह, तो यह विशेष रूप से पारदर्शी होता है। यदि (V, ω) सहानुभूतिपूर्ण सदिश समष्टि है तो V में आंशिक ध्वज समदैशिक है यदि ध्वज में V के उचित उप-स्थानों पर सहानुभूतिपूर्ण रूप गायब हो जाता है। आइसोट्रोपिक ध्वज का स्टेबलाइज़र सिम्प्लेक्टिक समूह Sp(V,ω) का परवलयिक उपसमूह है। ऑर्थोगोनल समूहों के लिए कुछ जटिलताओं के साथ समान तस्वीर है। सबसे पहले, यदि 'एफ' बीजगणितीय रूप से बंद नहीं है, तो आइसोट्रोपिक उप-स्थान मौजूद नहीं हो सकते हैं: सामान्य सिद्धांत के लिए, किसी को विभाजित ऑर्थोगोनल समूहों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। दूसरा, सम आयाम 2m के सदिश स्थानों के लिए, आयाम m के आइसोट्रोपिक उप-स्थान दो स्वादों (स्व-दोहरे और विरोधी-दोहरे) में आते हैं और सजातीय स्थान प्राप्त करने के लिए इन्हें अलग करने की आवश्यकता होती है।

सहसंरचना

यदि G कॉम्पैक्ट, कनेक्टेड Lie समूह है, तो इसमें अधिकतम टोरस T होता है और भागफल टोपोलॉजी के साथ बाएं कोसेट का स्थान G/T कॉम्पैक्ट वास्तविक मैनिफोल्ड होता है। यदि H, T युक्त G का कोई अन्य बंद, जुड़ा हुआ उपसमूह है, तो G/H अन्य सघन वास्तविक मैनिफोल्ड है। (दोनों वास्तव में कॉम्प्लेक्सिफिकेशन (झूठ समूह) के माध्यम से विहित तरीके से जटिल सजातीय स्थान हैं #सजातीय स्थानों पर जटिल संरचनाएं।)

जटिल संरचना और सेलुलर समरूपता की उपस्थिति|सेलुलर (सह)होमोलॉजी यह देखना आसान बनाती है कि जी/एच की कोहोमोलोजी रिंग सम डिग्री में केंद्रित है, लेकिन वास्तव में, कुछ अधिक मजबूत कहा जा सकता है। क्योंकि G → G/H प्रमुख बंडल है | प्रिंसिपल एच-बंडल, वर्गीकरण स्थान बीएच को लक्षित करने के साथ वर्गीकृत मानचित्र जी/एच → बीएच मौजूद है। यदि हम G/H को इक्विवेरिएंट कोहोमोलॉजी#होमोटोपी भागफल G से प्रतिस्थापित करते हैं_H अनुक्रम G → G/H → BH में, हम प्रमुख G-बंडल प्राप्त करते हैं जिसे G पर H की सही गुणन क्रिया का इक्विवेरिएंट कोहोमोलॉजी#होमोटोपी भागफल कहा जाता है, और हम फाइबर-प्रतिबंध होमोमोर्फिज्म H*(G/H) → H*(G) को समझने के लिए इस बंडल के कोहोमोलॉजिकल सेरे वर्णक्रमीय अनुक्रम का उपयोग कर सकते हैं। और विशेषता मानचित्र H*(BH) → H*(G/H), इसलिए कहा जाता है क्योंकि इसकी छवि, H*(G/H की विशेषता उप-वलय), मूल बंडल H → G → G/H की विशेषता समूहों को वहन करती है।

आइए अब हम अपनी गुणांक रिंग को विशेषता शून्य के फ़ील्ड k तक सीमित रखें, ताकि, हॉपफ बीजगणित द्वारा#लाई समूहों की सहसंरचना|हॉपफ का प्रमेय, एच*(जी) विषम डिग्री के जनरेटर (आदिम तत्व (सह-बीजगणित) का उपस्थान) पर बाहरी बीजगणित है। यह इस प्रकार है कि किनारे समरूपताएँ

$E_{r+1}^{0,r}\to E_{r+1}^{r+1,0}$

वर्णक्रमीय अनुक्रम को अंततः पृष्ठ E के बाएँ स्तंभ H*(G) में आदिम तत्वों का स्थान लेना चाहिए₂ विशेष रूप से निचली पंक्ति H*(BH) में: हम जानते हैं कि G और H का कार्टन उपसमूह समान है, इसलिए यदि एज होमोमोर्फिज्म का संग्रह आदिम उप-स्थान पर पूर्ण रैंक नहीं था, तो अनुक्रम के अंतिम पृष्ठ एच * (जी/एच) में निचली पंक्ति एच * (बीएच) की छवि के-वेक्टर स्पेस के रूप में अनंत-आयामी होगी, जो असंभव है, उदाहरण के लिए सेलुलर होमोलॉजी द्वारा फिर से, क्योंकि कॉम्पैक्ट सजातीय स्थान परिमित सीडब्ल्यू कॉम्प्लेक्स को स्वीकार करता है।

इस प्रकार रिंग मैप H*(G/H) → H*(G) इस मामले में तुच्छ है, और विशेषता मानचित्र विशेषण है, ताकि H*(G/H) H*(BH) का भागफल हो। मानचित्र का कर्नेल किनारे समरूपता के तहत आदिम तत्वों की छवियों द्वारा उत्पन्न आदर्श है, जो कैनोनिकल मानचित्र एच * (बीजी) → एच * (बीएच) की छवि में सकारात्मक-डिग्री तत्वों द्वारा उत्पन्न आदर्श भी है जो जी में एच के समावेश से प्रेरित है।

नक्शा H*(BG) → H*(BT) इंजेक्शन है, और इसी तरह H के लिए, छवि के साथ सबरिंग H*(BT)^{वेइल समूह की कार्रवाई के तहत तत्वों का डब्ल्यू (जी) अपरिवर्तनीय है, इसलिए अंततः संक्षिप्त विवरण प्राप्त होता है}

$H^{*}(G/H)\cong H^{*}(BT)^{W(H)}/{\big (}{\widetilde {H}}^{*}(BT)^{W(G)}{\big )},$

कहाँ ${\widetilde {H}}^{*}$ सकारात्मक-डिग्री तत्वों और कोष्ठक आदर्श की पीढ़ी को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, संपूर्ण जटिल ध्वज मैनिफोल्ड के लिए U(n)/Tⁿ, के पास है

$H^{*}{\big (}U(n)/T^{n}{\big )}\cong \mathbb {Q} [t_{1},\ldots ,t_{n}]/(\sigma _{1},\ldots ,\sigma _{n}),$

जहां टी_j डिग्री 2 और σ के हैं_j चर t में पहले n प्राथमिक सममित बहुपद हैं_j. अधिक ठोस उदाहरण के लिए, n = 2 लें, ताकि U(2)/[U(1) × U(1)] जटिल ग्रासमैनियन Gr(1) हो,$\mathbb {C}$²) ≈ $\mathbb {C}$P¹≈ एस². फिर हम उम्मीद करते हैं कि कोहोमोलॉजी रिंग डिग्री दो (मौलिक वर्ग) के जनरेटर पर बाहरी बीजगणित होगी, और वास्तव में,

$H^{*}{\big (}U(2)/T^{2}{\big )}\cong \mathbb {Q} [t_{1},t_{2}]/(t_{1}+t_{2},t_{1}t_{2})\cong \mathbb {Q} [t_{1}]/(t_{1}^{2}),$

जैसी कि आशा थी.

उच्चतम भार समूह और प्रक्षेप्य सजातीय विविधतायें

यदि G अर्धसरल बीजगणितीय समूह (या Lie समूह) है और V, G का (परिमित आयामी) उच्चतम भार प्रतिनिधित्व है, तो उच्चतम भार स्थान प्रक्षेप्य स्थान P(V) में बिंदु है और G की क्रिया के तहत इसकी समूह प्रक्षेप्य बीजगणितीय विविधता है। यह विविधता (सामान्यीकृत) ध्वज विविधता है, और इसके अलावा, जी के लिए प्रत्येक (सामान्यीकृत) ध्वज विविधता इस तरह से उत्पन्न होती है।

आर्मंड बोरेल ने दिखाया कि यह सामान्य अर्धसरल बीजगणितीय समूह जी की ध्वज विविधताओं की विशेषता है: वे बिल्कुल जी की पूर्ण विविधता वाले सजातीय स्थान हैं, या समकक्ष (इस संदर्भ में), प्रक्षेप्य सजातीय जी-विविधतायें हैं।

सममित स्थान

Main article: Symmetric space

मान लीजिए G अधिकतम सघन उपसमूह K के साथ अर्धसरल Lie समूह है। तब K परवलयिक उपसमूहों के किसी भी संयुग्मन वर्ग पर संक्रमणीय रूप से कार्य करता है, और इसलिए सामान्यीकृत ध्वज विविधता G/P आइसोमेट्री समूह K के साथ सघन सजातीय रीमैनियन मैनिफोल्ड K/(K∩P) है। इसके अलावा, यदि G जटिल Lie समूह है, तो G/P सजातीय काहलर मैनिफोल्ड है।

इसे चारों ओर घुमाते हुए, रीमैनियन सजातीय स्थान

एम = के/(के∩पी)

परिवर्तनों के सख्ती से बड़े झूठ समूह को स्वीकार करें, अर्थात् जी। इस मामले में विशेषज्ञता कि एम सममित स्थान है, यह अवलोकन इतने बड़े समरूपता समूह को स्वीकार करने वाले सभी सममित स्थान उत्पन्न करता है, और इन स्थानों को कोबायाशी और नागानो द्वारा वर्गीकृत किया गया है।

यदि G जटिल झूठ समूह है, तो इस तरह से उत्पन्न होने वाले सममित स्थान M कॉम्पैक्ट हर्मिटियन सममित स्थान हैं: K आइसोमेट्री समूह है, और G, M का बिहोलोमोर्फिज्म समूह है।

वास्तविक संख्याओं पर, वास्तविक ध्वज मैनिफोल्ड को आर-स्पेस भी कहा जाता है, और आर-स्पेस जो कि के के तहत रीमैनियन सममित स्थान हैं, सममित आर-स्पेस के रूप में जाने जाते हैं। सममित आर-स्पेस जो हर्मिटियन सममित नहीं हैं, जी को बायोलोमोर्फिज्म समूह जी का वास्तविक रूप मानकर प्राप्त किए जाते हैं।^सीहर्मिटियन सममित स्थान जी का^सी/पी^c ऐसा कि P := P^c∩G, G का परवलयिक उपसमूह है। उदाहरणों में प्रक्षेप्य स्थान (G के साथ प्रक्षेप्य परिवर्तनों का समूह) और गोले (G के साथ अनुरूप परिवर्तनों का समूह) शामिल हैं।

यह भी देखें

• परवलयिक झूठ बीजगणित
• ब्रुहट अपघटन

संदर्भ

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• Jürgen Berndt, Lie group actions on manifolds, Lecture notes, Tokyo, 2002.
• Jürgen Berndt, Sergio Console and Carlos Olmos, Submanifolds and Holonomy, Chapman & Hall/CRC Press, 2003.
• Michel Brion, Lectures on the geometry of flag varieties, Lecture notes, Varsovie, 2003.
• James E. Humphreys, Linear Algebraic Groups, Graduate Texts in Mathematics, 21, Springer-Verlag, 1972.
• S. Kobayashi and T. Nagano, On filtered Lie algebras and geometric structures I, II, J. Math. Mech. 13 (1964), 875–907, 14 (1965) 513–521.