Кіріспе

Математикада, формальды топтық заң – (шамамен айтқанда) Ли тобының көбейтіндісі сияқты мінез-құлық танытатын формальды қуат қатарлары. Оларды енгізген – . "Формальды топ" термині кейде формальды топтық заңмен бірдей мағынаны білдірсе, кейде оның бірнеше жалпылама түріне сілтеме жасайды. Формальды топтар Ли топтары (немесе алгебралық топтар) мен Ли алгебраларының арасындағы кезеңдік құрылымды құрайды. Олар алгебралық сандар теориясы мен алгебралық топологияда қолданылады.

Инвариант дифференциалы

F бір өлшемді болғанда, оның логарифмін инвариантты дифференциал ω(t) арқылы жазуға болады. dt символындағы 1-рангті бос модуль болсын. Онда ω трансляция бойынша инвариантты, яғни егер біз жазсақ , онда анықтама бойынша . Егер біз кеңеюді қарастырсақ , онда формула F логарифмін анықтайды.

Формалды топтық құқық формалды топтық шеңбер

Формалды топтық заңның формалды топтық сақинасы – топтың топтық сақинасына және Ли алгебрасының әмбебап орауыш алгебрасына ұқсас кокоммутативті Хопф алгебрасы, екеуі де кокоммутативті Хопф алгебралары. Жалпы, кокоммутативті Хопф алгебралары топтар сияқты қасиет көрсетеді. Қарапайымдылық үшін 1 өлшемді жағдайды қарастырамыз; жоғары өлшемді жағдай да ұқсас, бірақ жазбалар күрделене түседі. F-ті R сақинасы үстіндегі (1 өлшемді) формалды топтық заң деп есептейік. Оның формалды топтық сақинасы (сонымен қатар гипералгебра немесе ковариантты биалгебра деп те аталады) – келесідей құрылған кокоммутативті Хопф алгебрасы H. R модуль ретінде H, 1 = D(0), D(1), D(2), … негізімен еркін. Копроизводство Δ, ΔD(n) = ΣD(i) ⊗ D(n−i) арқылы беріледі (осылайша, бұл коалгебраның дуалы – формальды қуат қатарларының сақинасы). Кобирлік η, D(0) коэффициентімен беріледі. Нейтралды элемент 1 = D(0) болып табылады. Антипод S, D(n)-ді (-1)ⁿD(n)-ге айналдырады. D(i)D(j) көбейтіндісінде D(1) коэффициенті, F(x,y)-дегі xⁱyʲ коэффициентіне тең. Керісінше, жоғарыда берілген коалгебралық құрылымы бар Хопф алгебрасы берілген жағдайда, біз одан F формалды топтық заңын қалпына келтіре аламыз. Демек, 1 өлшемді формалды топтық заңдар негізінен жоғарыда берілген коалгебралық құрылымы бар Хопф алгебраларымен бірдей.

Функторлар ретінде топтың ресми заңдары

R-ге қарасты n өлшемді формальды топтық заң F және S коммутативті R алгебрасы берілгенде, біз F(S) тобын құра аламыз, оның негізгі жиыны Nn болады, мұнда N – S-тің нильпотент элементтерінің жиыны. Көбейту Nn элементтерін көбейту үшін F-ті пайдалану арқылы анықталады; мәні, барлық формальды қуат қатарлары енді нильпотент элементтерге қолданылғандықтан конвергент болады, сондықтан нөлдік емес мүшелердің саны шектеулі. Бұл F-ті коммутативті R алгебраларынан S топтарына функционалға айналдырады. Біз F(S) анықтамасын кейбір топологиялық R алгебраларына дейін кеңейте аламыз. Атап айтқанда, егер S дискретті R алгебраларының кері шегі болса, онда F(S) тиісті топтардың кері шегі ретінде анықталады. Мысалы, бұл F(Zp)-ді p-адық сандардағы мәндермен анықтауға мүмкіндік береді. F-тің топтық бағаланған функторы F-тің H формальды топтық сақинасын пайдалану арқылы да сипатталуы мүмкін. Қарапайымдық үшін F-тің 1 өлшемді екенін қабылдаймыз; жалпы жағдай ұқсас. Кез келген кокоммутативті Хопф алгебрасы үшін g элементі егер Δg = g ⊗ g және εg = 1 болса, топтық деп аталады, ал топтық элементтер көбейту бойынша топты құрайды. Формальды топтық заңның Хопф алгебрасы жағдайында сақинадағы топтық элементтер дәл D(0) + D(1)x + D(2)x2 + ... түріндегі нильпотент элементтер үшін болады. Атап айтқанда, біз H ⊗ S-тің топтық элементтерін S-тің нильпотент элементтерімен сәйкестендіре аламыз, ал H ⊗ S-тің топтық элементтеріндегі топтық құрылым F(S)-тегі топтық құрылыммен сәйкестендіріледі.

Ресми топтар

Ресми топ — формальды схемалар санатындағы топтық объект. Егер Артин алгебраларынан топтарға дейінгі сол жақтан дәл функтор болса, онда ол бейнеленеді (G — формальды топтың нүктелерінің функторы. (Функтордың сол жақтан дәлдігі — шекті проективтік шектермен үйлесімді болуға тең). Егер G — топтық схема болса, онда , G-нің бірліктегі формальды толықтануы, формальды топ құрылымын иеленеді. Жұмсақ топтық схеманың формальды толықтануы: Кейбір авторлар формальды топтық схеманы жұмсақ деп атайды, егер керісіншесі орындалса; ал басқалары «формальды топ» терминін осы түрдегі жергілікті объектілер үшін ғана қолданады. Формальды жұмсақтық деформациялардың көтерілуін білдіреді және нүктелерден үлкен формальды схемаларға да қатысты болуы мүмкін. Жұмсақ формальды топтық схема — формальды топтық схеманың ерекше жағдайы. Берілген жұмсақ формальды топ үшін, формальды топтық заң мен өріс құруға болады, секциялардың біркелкі жиынтығын таңдап. Параметрлерді өзгерту арқылы туындаған формальды топтық заңдар арасындағы (қатаң емес) изоморфизмдер формальды топтағы координаттық өзгерістер тобының элементтерін құрайды. Формальды топтар мен формальды топтық заңдар коммутативті сақиналар немесе өрістер ғана емес, кез келген схемалар арқылы да анықталуы мүмкін, ал отбасыларды негізден параметрлеуші объектіге дейінгі бейнелеулер арқылы жіктеуге болады. Формальды топтық заңдардың модульдік кеңістігі — шексіз өлшемді аффиндік кеңістіктердің ажыратылған жиыны, оның компоненттері өлшем бойынша параметрленеді, ал нүктелері F қатарларының қабылданған коэффициенттерімен параметрленеді. Түз формальды топтардың сәйкес модульдік стегі — бұл кеңістіктің координаттық өзгерістердің шексіз өлшемді группоидының канондық әрекетімен бөлігі. Алгебралық жабық өріс үстінде бір өлшемді формальды топтардың қосалқы стегі — нүкте (сипаттамасы нөлде) немесе биіктікті параметрлейтін қаптамалы нүктелердің шексіз тізбегі. Нөлдік сипаттамада әрбір нүктенің жабылуы үлкен биіктіктегі барлық нүктелерді қамтиды. Бұл айырмашылық формальды топтарға оң және аралас сипаттамаларда бай геометриялық теорияны сыйлайды, Стинрод алгебрасымен, p-бөлінетін топтармен, Диедонне теориясымен және Галуа бейнелеулерімен байланысты. Мысалы, Серр-Тейт теоремасы топтық схеманың деформациялары оның формальды тобымен, әсіресе суперсингулярлық абельдік сорттардың жағдайында қатты бақыланатынын көрсетеді. Суперсингулярлық эллиптік қисықтар үшін бұл бақылау толық, және бұл формальды топтың деформациялары жоқ сипаттамасы нөлдік жағдайдан мүлдем өзгеше. Формальды топ кейде кокоммутативтік Хопф алгебрасы ретінде анықталады (әдетте, тік немесе байланысты болу сияқты қосымша шарттар қосылады). Бұл жоғарыдағы түсінікке шамалы жуық. Жұмсақ жағдайда координаттарды таңдау формальды топтық сақинаның ажыратылған негізін алумен тең. Кейбір авторлар формальды топ терминін формальды топтық заңды білдіру үшін қолданады.

Любин Тате ресми топтық заңдар

Zp – бұл p-адик бүтін сандар сақинасы. Любин-Тейттің формальды топтық заңы – F-дің бірегей (1 өлшемді) формальды топтық заңы, мұнда e(x) = px + xp – F-дің эндоморфизмі, яғни. Көбірек жалпылап айтқанда, e-ді кез келген қуат қатары ретінде қарастыруға болады, мұнда e(x) = px + жоғары дәрежелі мүшелер және e(x) = xp (mod p). Осы шарттарды қанағаттандыратын e-нің әртүрлі таңдаулары үшін барлық топтық заңдар қатаң изоморфты. Zp-дегі әрбір a элементі үшін Любин-Тейттің формальды топтық заңының f эндоморфизмі бар, яғни f(x) = ax + жоғары дәрежелі мүшелер. Бұл Любин-Тейттің формальды топтық заңына Zp сақинасының әсерін береді. Zp-ні шекті қалдық классы өрісі бар кез келген толық дискретті бағалау сақинасымен алмастыру арқылы ұқсас құрылым жасауға болады. Бұл құрылымды эллиптік функциялардың классикалық күрделі көбейту теориясының жергілікті өріс бөлігін оқшаулау үшін сәтті пайдаланған. Сонымен қатар, бұл жергілікті сыныптық өріс теориясына қатысты кейбір тәсілдердің маңызды құрамдас бөлігі және хроматикалық гомотопия теориясындағы Морава E теориясын құрудың қажетті бөлігі болып табылады.