Кіріспе
Алгебралық топ - алгебралық геометриямен үйлесімді топтық құрылыммен жабдықталған алгебралық сорт. Сондықтан алгебралық топтарды зерттеу алгебралық геометрия және топтар теориясы салаларына жатады. Геометриялық түрлендірулердің көптеген топтары алгебралық топтар болып табылады; мысалы, ортогоналды топтар, жалпы сызықтық топтар, проективті топтар, Евклидтік топтар және т.б. Көптеген матрицалық топтар да алгебралық болып табылады. Алгебралық геометрияда эллиптік қисықтар және Якоб сорттары сияқты басқа алгебралық топтар да кездеседі. Алгебралық топтардың маңызды класын аффиндік алгебралық топтар құрайды, олардың негізгі алгебралық сорты аффиндік сорт болып табылады; олар жалпы сызықтық топтың алгебралық кіші топтары болып табылады және сондықтан сызықтық алгебралық топтар деп те аталады. Тағы бір класты абельдік сорттар құрайды, олардың негізгі сорты проективті сорт болып табылатын алгебралық топтар. Шевальдің құрылым теоремасы кез келген алгебралық топты осы екі топтар отбасынан құрастыруға болады деп мәлімдейді.
In mathematics, an algebraic group is an algebraic variety endowed with a group structure that is compatible with its structure as an algebraic variety. Thus the study of algebraic groups belongs both to algebraic geometry and group theory. Many groups of geometric transformations are algebraic groups; for example, orthogonal groups, general linear groups, projective groups, Euclidean groups, etc. Many matrix groups are also algebraic. Other algebraic groups occur naturally in algebraic geometry, such as elliptic curves and Jacobian varieties. An important class of algebraic groups is given by the affine algebraic groups, those whose underlying algebraic variety is an affine variety; they are exactly the algebraic subgroups of the general linear group, and are therefore also called linear algebraic groups. Another class is formed by the abelian varieties, which are the algebraic groups whose underlying variety is a projective variety. Chevalley's structure theorem states that every algebraic group can be constructed from groups in those two families.
Анықтамалар
Формальды түрде, өріс үстіндегі алгебралық топ — бұл өріс үстіндегі алгебралық қисық, оның ішінде ерекше элемент (бейтарап элемент) және топ аксиомаларын қанағаттандыратын реттелі функциялар (көбейту операциясы) және (кері операциясы) болады.
Мысалдар
Қосымша топ: қосу және қарама-қарсы операциялармен жабдықталған аффиндік түзу алгебралық топ болып табылады. Ол қосымша топ деп аталады (өйткені оның нүктелері –ның қосымша тобымен топ ретінде изоморфты), және әдетте белгіленеді. Көбейімдік топ: Афиналық жазықтықтағы теңдеумен анықталған аффиндік сан түрленуі болсын. Функциялар және тұрақты, және олар топ аксиомаларын қанағаттандырады (бейтарап элементімен). Алгебралық топты көбейімдік топ деп атайды, өйткені оның нүктелері өрістің көбейімдік тобына изоморфты (изоморфизм мына арқылы беріледі; ескеріңіз, инвертирленетін элементтердің ішкі жиыны алгебралық субвариантты анықтамайды). Арнайы сызықтық топ – алгебралық топ: ол аффиндік кеңістікте (матрицалар кеңістігімен сәйкестендірілген) алгебралық теңдеумен беріледі, матрицаларды көбейту тұрақты, ал адъюгат матрицасы арқылы кері формуласы детерминанты 1-ге тең матрицаларда инверсияның да тұрақты екенін көрсетеді. Өрістегі инвертирленетін матрицалардың жалпы сызықтық тобы алгебралық топ болып табылады. Оны алдыңғы мысалдағы көбейімдік топ сияқты ішкі түрде жүзеге асыруға болады. Проективтік жазықтықтағы ерекше емес кубтық қисық геометриялық түрде анықталған топтық заңмен жабдықталуы мүмкін, ол оны алгебралық топқа айналдырады (эллиптік қисыққа қараңыз).
The multiplicative group: Let be the affine variety defined by the equation in the affine plane The functions and are regular on , and they satisfy the group axioms (with neutral element ). The algebraic group is called multiplicative group, because its points are isomorphic to the multiplicative group of the field (an isomorphism is given by ; note that the subset of invertible elements does not define an algebraic subvariety in ). The special linear group is an algebraic group: it is given by the algebraic equation in the affine space (identified with the space of by matrices), multiplication of matrices is regular and the formula for the inverse in terms of the adjugate matrix shows that inversion is regular as well on matrices with determinant 1. The general linear group of invertible matrices over a field is an algebraic group. It can be realised as a subvariety in in much the same way as the multiplicative group in the previous example. A non singular cubic curve in the projective plane can be endowed with a geometrically defined group law that makes it into an algebraic group (see elliptic curve).
Қатынасты анықтамалар
Алгебралық топтың алгебралық кіші тобы — бұл сонымен қатар топтың кіші тобы болатын (яғни, топ құрылымын анықтайтын карталар мен , сәйкесінше, кіші топқа өтетін) кіші сорт. Екі алгебралық топ арасындағы морфизм — бұл тұрақты карта, сонымен қатар топтық гомоморфизм. Оның ядросы — алгебралық топтың алгебралық кіші тобы, ал бейнесі — алгебралық топтың алгебралық кіші тобы. Алгебралық топтар санатындағы бөлулермен жұмыс істеу күрделірек. Алгебралық кіші топ, егер ол кез келген ішкі автоморфизм астында (бұл тұрақты карталар) тұрақты болса, қалыпты деп аталады. Егер — алгебралық тобының қалыпты кіші тобы болса, онда алгебралық топ және сюръективті морфизм бар, мұндағы — ядросы. Егер өріс алгебралық жабық болмаса, топтардың морфизмі сюръективті болмауы мүмкін (сюръективтіліктің жоқтығы Галуа когомологиясымен өлшенеді).
Quotients in the category of algebraic groups are more delicate to deal with. An algebraic subgroup is said to be normal if it is stable under every inner automorphism (which are regular maps). If is a normal algebraic subgroup of then there exists an algebraic group and a surjective morphism such that is the kernel of Note that if the field is not algebraically closed, the morphism of groups may not be surjective (the default of surjectivity is measured by Galois cohomology).
Алгебралық топтың Лей алгебрасы
Ли тобы – Ли алгебрасының сәйкестігіне ұқсас, өріс үстіндегі алгебралық топқа Ли алгебрасы сәйкес келеді. Векторлық кеңістік ретінде, Ли алгебрасы сәйкестік элементіндегі жанама кеңістікке изоморфты. Ли жақшасын оны туындылар кеңістігі ретінде қарастыру арқылы құрастыруға болады.
Баламалы анықтамалар
Алгебралық топтың өрістегі толыққанды анықтамасы — бұл схемалық топ (схемалық топтар жалпы коммутативті сақиналар арқылы анықталуы мүмкін). Осы ұғымды анықтаудың тағы бір жолы — алгебралық топты алгебралық сан алуандықтар категориясындағы топтық объекті деп айту.
Абель сорттары
Абельдік түрлер – байланысқан проективті алгебралық топтар, мысалы, эллиптік қисықтар. Олар әрқашан коммутативті болады. Олар алгебралық геометрия және сандар теориясының түрлі жағдайларында табиғи түрде туындайды, мысалы, қисықтың Якобиандық түрі ретінде.
Жалпы алгебралық топтар үшін құрылым теоремасы
Барлық алгебралық топтар сызықтық топтар немесе абельдік түрлері емес, мысалы, арифметикалық геометрияда табиғи түрде кездесетін кейбір топтық схемалар да оларға жатпайды. Шевальдің құрылым теоремасы бойынша, кез келген байланысқан алгебралық топ – абельдік түрлінің сызықтық алгебралық топ арқылы кеңейтілуі болып табылады. Нақтырақ айтқанда, егер K – кемелді өріс болса және G – K өрісі үстіндегі байланысқан алгебралық топ болса, онда G-де бірегей жабық нормальды кіші топ H бар, мұнда H – байланысқан сызықтық алгебралық топ, ал G/H – абельдік түрлі.
Байланыстылық
Алгебралық түрлілік Зариски топологиясын қабылдайды. Бұл, әдетте, топтық топология емес, яғни топтық амалдар осы топология үшін үздіксіз болмауы мүмкін (өйткені көбейтіндідегі Зариски топологиясы факторлардың Зариски топологияларының көбейтіндісі емес). Алгебралық топ, егер оның негізіндегі алгебралық түрлілік Зариски топологиясы бойынша байланысты болса, байланысты деп аталады. Алгебралық топ үшін бұл екі дұрыс алгебралық жиынның бірігісі емес екенін білдіреді. Көбейтуші топтағы біртіндегі түбірлердің алгебралық кіші тобы байланыссыз топтардың мысалы болып табылады (әрбір нүкте Зариски жабық жиыны болып табылады, сондықтан ол үшін байланыссыз). Бұл топ әдетте басқа символда белгіленеді. Тағы бір байланыссыз топ – жұп өлшемді ортогоналды топтар (детерминант сюръективті морфизмді береді). Кез келген шекті топ алгебралық топ болып табылады (оны Кейли теоремасы бойынша, шекті, демек Зариски жабық, кейбір топтың кіші тобы ретінде жүзеге асыруға болады). Одан әрі, ол сонымен қатар аффинді де, проективті де болып табылады. Осылайша, әсіресе жіктеу мақсатында, мәлімдемелерді байланысты алгебралық топтарға шектеу табиғи.
Жергілікті өрістердегі алгебралық топтар және Ли топтары
Егер өріс жергілікті өріс болса (мысалы, нақты немесе кешенді сандар, немесе p-адық өріс) және G – топ болса, онда G тобы проективті кеңістікке квазипроективті сорт ретінде енгізілуден туындайтын аналитикалық топологиямен жабдықталады. Бұл топтық топология, және ол G тобын топологиялық топқа айналдырады. Мұндай топтар топологиялық топтардың жалпы теориясындағы маңызды мысалдар болып табылады. Егер өріс нақты немесе кешенді сандар болса, онда бұл G тобын Ли тобына айналдырады. Алайда, барлық Ли топтарын осы процедура арқылы алуға болмайды, мысалы, SL2(R) тобының жалпы жабыны немесе шексіз нормальды дискретті кіші топқа бөлінген Гейзенберг тобы. Нақты немесе кешенді сандардағы алгебралық топтың аналитикалық топологияда жабық кіші топтары болуы мүмкін, олардың біреулікке қатысты байланысқан компоненті кез келген алгебралық кіші топтың сәйкес компонентінен өзгеше болуы мүмкін.
Коксетерлік топтар және алгебралық топтар
Алгебралық топтар мен Коксетер топтарының арасында бірқатар аналогты нәтижелер бар – мысалы, симметриялық топтың элементтерінің саны , ал шекті өріс үстіндегі жалпы сызықтық топтың элементтерінің саны (кейбір көбейткішке дейін) q-факториалға тең; осылайша симметриялық топ "бір элементі бар өріс" үстіндегі сызықтық топтай қылықтанады. Бұл бір элементі бар өріс арқылы формалданады, ол Коксетер топтарын бір элементі бар өріс үстіндегі жай алгебралық топтар деп қарастырады.