Кіріспе
Гипержазықтармен кеңістіктің бөлінуі
Геометрия және комбинаторикада гипержазықтардың орналасуы – сызықтық, аффиндік немесе проективті кеңістіктегі S кеңістігіндегі гипержазықтардың шекті жиыны А-ның орналасуы. Гипержазықтардың орналасуы А туралы сұрақтар көбінесе комплементтің геометриялық, топологиялық немесе басқа да қасиеттеріне қатысты болады, ол – бүкіл кеңістіктен гипержазықтар алынып тасталғаннан кейін қалған жиын (M(A)). Осы қасиеттер орналасумен және қиылысу жартылай тормен қалай байланысты деген сұрақ туындайды. A-ның қиылысу жартылай торы, L(A) деп белгіленеді, – кейбір гипержазықтардың қиылысуынан алынған барлық кіші кеңістіктердің жиыны; осы кіші кеңістіктердің арасында S өзі, барлық жеке гипержазықтар, гипержазықтар жұптарының барлық қиылыстары және т.б. (аффиндік жағдайда бос жиынтықтан басқа) бар. A-ның қиылысу жартылай торындағы осы кіші кеңістіктер A-ның жазықтықтары деп те аталады. L(A) қиылысу жартылай торы кері қосылу арқылы ішінара реттелген. Егер бүкіл S кеңістігі 2 өлшемді болса, гипержазықтар түзулер болады; мұндай орналасуды көбінесе түзулердің орналасуы деп атайды. Тарихи тұрғыдан алғанда, түзулердің нақты орналасуы алғаш зерттелген. Егер S 3 өлшемді болса, онда жазықтықтардың орналасуы болады.
In geometry and combinatorics, an arrangement of hyperplanes is an arrangement of a finite set A of hyperplanes in a linear, affine, or projective space S.
Questions about a hyperplane arrangement A generally concern geometrical, topological, or other properties of the complement, M(A), which is the set that remains when the hyperplanes are removed from the whole space. One may ask how these properties are related to the arrangement and its intersection semilattice. The intersection semilattice of A, written L(A), is the set of all subspaces that are obtained by intersecting some of the hyperplanes; among these subspaces are S itself, all the individual hyperplanes, all intersections of pairs of hyperplanes, etc. (excluding, in the affine case, the empty set). These intersection subspaces of A are also called the flats of A. The intersection semilattice L(A) is partially ordered by reverse inclusion. If the whole space S is 2 dimensional, the hyperplanes are lines; such an arrangement is often called an arrangement of lines. Historically, real arrangements of lines were the first arrangements investigated. If S is 3 dimensional one has an arrangement of planes.
Қиылысу нүктесі мен матроид
L(A) қиылысу жартылай торы – бұл кездесу жартылай торы, және одан да нақтырақ айтқанда, геометриялық жартылай тор. Егер орналасу сызықтық немесе проективті болса, немесе барлық гипержазықтықтардың қиылысы бос емес болса, қиылысу торы геометриялық тор болады. (Сондықтан жартылай торды инклюзия бойынша емес, кері инклюзия бойынша реттеу қажет – бұл көбірек табиғи көрінуі мүмкін, бірақ геометриялық (жартылай) торды тудырмайды.) L(A) тор болған жағдайда, A матроиды, M(A деп белгіленеді, негізгі жиыны A болып табылады және r(S) := codim(I) рангі функциясына ие, мұнда S – A жиынының кез келген ішкі жиыны, ал I – S жиынындағы гипержазықтықтардың қиылысы. Жалпы алғанда, L(A жартылай тор болғанда, матроидқа ұқсас құрылым – жартылай матроид болады, ол матроидтың жалпыламасы (және қиылысу жартылай торымен матроидтың торға қатынасы сияқты), бірақ L(A тор болмаса, ол матроид емес.
Орлик-Соломон алгебрасы
Кесілген жартысы орналасудың тағы бір комбинаторлық инвариантын анықтайды, ол – Орлик-Соломон алгебрасы. Оны анықтау үшін базалық өрістің K коммутативті субсақинасын бекітіп, гипержазықтықтардың тудырған векторлық кеңістігінің E сыртқы алгебрасын құрамыз. E-де тізбекті кешендік құрылым әдеттегі шекара операторымен анықталады. Орлик-Соломон алгебрасы – бұл E-нің, қиылысы бос гипержазықтықтарға сәйкес келетін элементтермен және кодименсиясы p-ден кем гипержазықтықтарға сәйкес келетін элементтердің шекараларымен туындаған идеалға қатысты бөлімі.
generated by the hyperplanes. A chain complex structure is defined on E with the usual boundary operator The Orlik–Solomon algebra is then the quotient of E by the ideal generated by elements of the form for which have empty intersection, and by boundaries of elements of the same form for which has codimension less than p.
Нақты келісімдер
Нағыз аффиндік кеңістікте толықтыру үзілісті: ол жасушалар немесе аймақтар немесе камералар деп аталатын жеке бөліктерден тұрады, олардың әрқайсысы дөңгелек көпбұрыш болып табылатын шектелген аймақ, немесе шексізке кетіп баратын дөңгелек полиэдрлік аймақ болып табылады. А-ның әрбір тегіс бөлігі, тегіс бөлікті қамтымайтын гипержазықтықтармен бөліктерге бөлінеді; бұл бөліктер А-ның жақтары деп аталады. Аймақтар жақтар болып табылады, өйткені бүкіл кеңістік тегіс. 1-кодимассивті жақтарды А-ның қырлары деп атауға болады. Орналасудың жақ жартылай торы – барлық жақтардың жиынтығы, кіріктіру бойынша реттелген. Жақ жартылай торына қосымша жоғарғы элементті қосу жақ торын береді. Екі өлшемде (яғни, нақты аффиндік жазықтықта) әр аймақ дөңгелек көпбұрыш (шектелген болса) немесе шексізке кетіп баратын дөңгелек көпбұрышты аймақ болып табылады. Мысалы, егер орналасу үш параллель түзуден тұрса, қиылысу жартылай торы жазықтықтан және үш түзуден тұрады, бірақ бос жиынтықтан емес. Төрт аймақ бар, олардың ешқайсысы шектелмеген. Егер біз үш параллельге кесіп өтетін түзуді қоссақ, онда қиылысу жартылай торы жазықтықтан, төрт түзуден және үш қиылысу нүктесінен тұрады. Сегіз аймақ бар, бірақ олардың ешқайсысы шектелмеген. Егер соңғысына параллель тағы бір түзуді қоссақ, онда 12 аймақ болады, олардың екеуі шектелген параллелограммдар. N өлшемді нақты кеңістіктегі орналасу туралы типовой сұрақтар – қанша аймақ бар, немесе 4 өлшемді қанша жақ бар, немесе қанша шектелген аймақ бар екенін анықтау. Бұл сұрақтарға қиылысу жартылай торы бойынша жауап беруге болады. Мысалы, Заславскийдің (1975) екі негізгі теоремасы: аффиндік орналасу аймақтарының саны (−1)ⁿpA(−1) тең, ал шектелген аймақтардың саны (−1)ⁿpA(1) тең. Сол сияқты, k өлшемді жақтардың немесе шектелген жақтардың саны xⁿ⁻ᵏ коэффициенті ретінде (−1)ⁿwA(−x, −1) немесе (−1)ⁿwA(−x, 1) түрінде алынуы мүмкін. Кіріс нүктесін қамтитын гипержазықтықтар орналасуының жағын анықтау үшін жылдам алгоритм жасалды. Нақты кеңістіктегі орналасу туралы тағы бір сұрақ – қанша аймақ симплекстер болып табылады (үшбұрыштар мен тетраэдрлердің n өлшемді жалпылауы). Бұл сұраққа тек қиылысу жартылай торы бойынша жауап беру мүмкін емес. Мак-Маллен мәселесі нақты проекциялық кеңістіктегі берілген өлшемнің ең кіші орналасуын сұрайды, онда барлық гипержазықтықтар тиетін жасуша жоқ. Нағыз сызықтық орналасудың жақ жартылай торынан басқа, әр аймақ үшін әртүрлі аймақтар жиынтығы бар. Бұл посет кездейсоқ базалық аймақты B₀ таңдап, әр R аймағымен R-ді B-ден бөлетін гипержазықтықтардан тұратын S(R) жиынтығын байланыстыра отырып құрастырылады. Аймақтар R₁ ≥ R₂ болып реттеледі, егер S(R₁, R) жиынтығы S(R₂, R) жиынтығын қамтыса. Гипержазықтықтар тамыр жүйесінен туындаған ерекше жағдайда, алынған посет сәйкес Вейль тобы болып табылады, әлсіз ретпен. Жалпы, аймақтардың поссеті бөліп тұрған гипержазықтықтардың саны бойынша реттеледі және оның Мёбиус функциясы есептелген. Вадим Шехтман және Александр Варченко аймақтар бойынша индексиленген матрицаны енгізді. Аймақ үшін матрица элементі және осы екі аймақты бөлетін әрбір H гипержазықтығы үшін белгісіз айнымалылардың көбейтіндісімен беріледі. Егер бұл айнымалылардың барлығы q мәніне тең болса, онда бұл Q матрицасы деп аталады (Евклид домені бойынша) және оның Смит нормальды түрінде көптеген ақпараттар бар.
Vadim Schechtman and Alexander Varchenko introduced a matrix indexed by the regions. The matrix element for the region and is given by the product of indeterminate variables for every hyperplane H that separates these two regions. If these variables are specialized to be all value q, then this is called the q matrix (over the Euclidean domain ) for the arrangement and much information is contained in its Smith normal form.
Техникалық ерекшеліктер
Кейде бүлінген гипержазықтықты, яғни бүкіл S кеңістігін, орналасу құрамына қосу ыңғайлы. Егер A бүлінген гипержазықты қамтитын болса, онда оның аймақтары болмайды, себебі толықтыру жиын бос. Дегенмен, оның жалпақтары, қиылыс жартылай торлары және жақтары болады. Жоғарыдағы талқылауда бүлінген гипержазықтың орналасу құрамында болмайды деп ескерілді. Кейде орналасу құрамында гипержазықтың қайталануына рұқсат ету қажет болады. Бұл мүмкіндік жоғарыдағы талқылауда қарастырылмады, бірақ бұл ешқандай маңызды өзгеріс тудырмайды.