Кіріспе

Топологиялық инварианттар жиынтығы
Математикада, әсіресе алгебралық топология мен дифференциалдық геометрияда, Стифель-Уитни кластары — нақты векторлық бундельдің топологиялық инварианттарының жиынтығы болып табылады, олар векторлық бундельдің барлық жерде тәуелсіз қималар жиынтығын құруға кедергі жасайтын факторларды сипаттайды. Стифель-Уитни кластары 0-ден n-ге дейін индекспен белгіленеді, мұнда n — векторлық бундельдің ранкі. Егер Стифель-Уитни класының i индексі нөлден өзгеше болса, онда векторлық бундельдің барлық жерде сызықтық тәуелсіз қималары болуы мүмкін емес. Нөлден өзгеше nth Стифель-Уитни класы бундельдің кез келген қимасы белгілі бір нүктеде жоғалуы керек екенін көрсетеді. Нөлден өзгеше бірінші Стифель-Уитни класы векторлық бундельдің бағытталмауын көрсетеді. Мысалы, Мёбиус жолағының шеңбердегі сызық бундель ретіндегі бірінші Стифель-Уитни класы нөл емес, ал шеңбердегі тривиалды сызық бундельдің бірінші Стифель-Уитни класы нөлге тең. Стифель-Уитни класы Эдуард Стифель мен Хасслер Уитнидің есімімен аталады және нақты векторлық бундельдерге байланысты сипаттамалық кластың мысалы болып табылады. Алгебралық геометрияда дегенерацияланбаған квадраттық формасы бар векторлық бундельдер үшін де аналогты Стифель-Уитни кластарын анықтауға болады, олар этальдік когомология топтарында немесе Милнордың K-теориясында мәндерді қабылдайды. Арнайы жағдайда квадраттық формалар үшін Стифель-Уитни кластарын анықтауға болады, ал бірінші екі жағдай дискриминант және Хассе-Уит инварианты болып табылады.

Шығу тегі

Stiefel–Whitney кластары өз атауын Эдуард Стифел мен Хаслер Уитни оларды X-тің i скелетіне шектелген E векторлық бунделінің барлық жерде сызықтық тәуелсіз қималарын құруға кедергі жасайтын кедергі кластарының mod 2 редукциялары ретінде тапқандықтан алады. Мұнда n – векторлық бундельдің талшығының өлшемін білдіреді. Нақтырақ айтқанда, егер X – CW кешені болса, Уитни X-тің i-ші жасушалық когомология тобындағы сыныптарды бұрылған коэффициенттерімен анықтады. Коэффициенттер жүйесі – E векторлық бунделінің талшықтарындағы сызықтық тәуелсіз векторлардың Стифел көптігінің st гомотопиялық тобы. Уитни дәлелдегендей, E, X-тің i скелетімен шектелгенде, сызықтық тәуелсіз қималарға ие болса ғана. Степень (π₁) шексіз циклдік немесе Z₂-ге изоморфты болғандықтан, кластарды Stiefel–Whitney кластарына каноникалық түрде қысқарту бар. Сонымен қатар, кез келген i үшін екі сынып сәйкес келеді. Осылайша, бундель бағытталғанға тең. Сыныптың өзінде ешқандай ақпарат жоқ, себебі ол анықтама бойынша 1-ге тең. Уитнидің оны жасауы – шығармашылық белгілеудің нәтижесі болды, бұл Уитни қосындысы формуласының дұрыс болуына мүмкіндік берді.

Анықтамалар

Барлық жерде, G тобындағы коэффициенттері бар X кеңістігінің жеке кохомологиясын білдіреді. "Карта" сөзі топологиялық кеңістіктер арасындағы үздіксіз функцияны білдіреді.

Жол түйіндерінің тобы

Егер Vect1(X) тензорлық көбейтінді операциясы бойынша топ ретінде қарастырылса, онда Stiefel–Whitney класы, w1 : Vect1(X) → H1(X; Z/2Z), изоморфизм болып табылады. Яғни, w1(λ ⊗ μ) = w1(λ) + w1(μ) барлық λ, μ → X сызық бундельдері үшін. Мысалы, H1(S1; Z/2Z) = Z/2Z болғандықтан, шеңберде тек екі сызық бундельдері бар: тривиальды және ашық Мёбиус жолағы (яғни, шекарасы алынған Мёбиус жолағы). Күрделі векторлық бундельдер үшін дәл сол құрылыс Черн класының Х бойынша күрделі сызық бундельдері мен H2(X; Z) арасындағы биекцияны анықтайтынын көрсетеді, өйткені сәйкес жіктеу кеңістігі P∞(C), K(Z, 2) болып табылады. Бұл изоморфизм топологиялық сызық бундельдері үшін орындалады, ал алгебралық векторлық бундельдер үшін Черн класының инъективтілігіне кедергі – Якобиандық сан алуаны.

Бірдей StiefelWhitney кластары бар изоморфты емес бундеттер

Карта биекция болса да, сәйкес карта жоғары өлшемдерде міндетті түрде инъективті емес. Мысалы, n жұп сан болғанда тангенциалдық бундельді қарастырайық. -тің канондық енгізілуімен , -ға қатысты қалыпты бундель – сызықтық бундель болады. бағытталғандықтан, ол тривиалды. Қосындысы – бұл тек -ның -ға шектелуі, ол тривиалды, себебі ол қысылғыш. Сондықтан w(TSn) = w(TSn)w(ν) = w(TSn ⊕ ν) = 1. Бірақ, егер n жұп болса, TSn → Sn тривиалды емес; оның Эйлер класы , мұнда [Sn] Sn-нің фундаменталдық класын, ал χ – Эйлер сипаттамасын білдіреді.

У кластары

Stiefel–Whitney кластары — Ву кластарының Steenrod квадраттары, оларды Ву Вэньцзюнь анықтаған. Ең қарапайым түсіндірмесі бойынша, толық Stiefel–Whitney класы — толық Ву класының Steenrod квадраты: Ву кластары көбінесе Steenrod квадраттары арқылы, Steenrod квадраттарын көрсететін кохомология класы ретінде аталмайтын түрде анықталады. X кеңістігі n өлшемді болсын. Онда, кез келген дәрежелі x кохомология класы үшін, немесе, тарырақ мағынада, дәрежелі x кохомология кластары үшін де талап қоюға болады.

Стинрод алгебрасы бойынша қатынастар

Стинрод алгебрасы бойынша, тегіс көптүрліліктің (тиісті туынды шоғының Стифел-Уитни кластары ретінде анықталған) Стифел-Уитни кластары, жай ғана мынадай формадағылармен туындайды. Атап айтқанда, Стифел-Уитни кластары Ву Вэньцзюнь есімімен аталған Ву формуласын орындайды: