호지 구조
대수기하학에서 호지 구조(Hodge構造, 영어: Hodge structure)는 켈러 다양체 위에 호지 이론으로 주어지는 코호몰로지의 분해와 같은 성질들을 만족시키는 벡터 공간의 분해이다.
정의
순수 호지 구조
무게가 인 순수 호지 구조(純粹Hodge構造, 영어: pure Hodge structure) 는 다음과 같은 데이터로 구성된다.[1]:Definition 1
- 자유 아벨 군
- 복소수 벡터 공간의 유한 감소 여과
이는 다음 성질을 만족시켜야 한다.
- 이라면, ,
순수 호지 구조 에 대하여, 다음과 같은 벡터 공간들을 정의한다.
그렇다면 다음이 성립한다.
무게 의 순수 호지 구조 의 호지 수(Hodge數, 영어: Hodge number) 는 다음과 같다.
순수 호지 구조는 복소수 벡터 공간 위의, 복소수 곱셈군 의 표현으로도 정의할 수 있다. 이 경우, 는 의 작용이 의 꼴인 성분이다.
같은 무게의 두 순수 호지 구조 사이의 사상(寫像, 영어: morphism) 은 다음과 같은 성질을 만족시키는 아벨 군 준동형이다.
무게 의 두 개의 순수 호지 구조 , 이 주어졌을 때, 직합 역시 무게 의 순수 호지 구조를 이룬다.
무게 의 순수 호지 구조 와 무게 의 순수 호지 구조 이 주어졌을 때, 텐서곱 은 무게 의 순수 호지 구조를 이룬다.
무게 의 순수 호지 구조 위의 극성화(極性化, 영어: polarization) 는 다음 조건들을 만족시키는, 위의 정수 이차 형식이다.
혼합 호지 구조
혼합 호지 구조(混合Hodge構造, 영어: mixed Hodge structure) 는 다음과 같은 데이터로 구성된다.[1]:Definition 10(1)
- 아벨 군
- 위의, 복소수 벡터 공간들의 유한 감소 여과 . 이를 호지 여과(Hodge濾過, 영어: Hodge filtration)라고 한다.
- 위의, 유리수 벡터 공간들의 유한 증가 여과 . 이를 무게 여과(-濾過, 영어: weight filtration)라고 한다.
이는 다음을 만족시켜야 한다.
- 모든 에 대하여, 위의 감소 여과 는 무게 의 순수 호지 구조를 이룬다.
혼합 호지 구조 위의 극성화는 무게 여과의 각 등급 성분에 주어지는 극성화로 구성된다.
혼합 호지 구조 의 호지 수(Hodge數, 영어: Hodge number) 는 다음과 같다.[1]:Definition 10(3)
두 혼합 호지 구조 , 사이의 사상(寫像, 영어: morphism) 은 다음과 같은 성질을 만족시키는, 아벨 군의 준동형이다.
혼합 호지 구조와 그 사상들의 범주는 아벨 범주를 이룬다. 이 범주에서의 핵과 여핵은 (망각 함자를 통해) 복소수 벡터 공간에서의 핵 · 여핵과 일치한다. 또한, 이 범주는 텐서곱을 가지며, 텐서곱을 통하여 단나카 범주(영어: Tannakian category)를 이룬다.
다양체의 호지 구조
켈러 다양체
콤팩트 켈러 다양체 (또는 복소수체 위의 비특이 완비 사영 대수다양체) 의 복소수 계수 특이 코호몰로지 는 호지 이론에 의하여 다음과 같이 분해된다.
이는 무게 의 순수 호지 구조를 이룬다. 또한, 모든 차수의 코호몰로지들의 직합
은 혼합 호지 구조를 이룬다. 여기서 무게 여과는
이며, 호지 여과는
이다.
두 콤팩트 켈러 다양체 사이의 정칙 사상 은 순수 호지 구조의 사상
을 유도한다.[1]:Example 7
비완비 비특이 대수다양체
(완비 대수다양체가 아닐 수 있는) 복소수 비특이 대수다양체 의 차 특이 코호몰로지 위에는 자연스럽게 혼합 호지 구조가 존재하며, 무게 여과에 따라 위에 존재하는 무게는 이다.[1]:Theorem 8[2][3]
또한, 이는 함자적이다. 즉, 이는 복소수 비특이 대수다양체의 범주의 반대 범주에서, 혼합 호지 구조의 범주로 가는 함자를 이룬다.
비특이 사영 대수다양체 의 닫힌 비특이 부분다양체 가 주어진다면, 대수적 위상수학에 따라서 다음과 같은 (상대) 특이 코호몰로지의 (아벨 군으로서의) 긴 완전열이 존재한다.
혼합 호지 구조 함자에 따라서, 이는 혼합 호지 구조의 긴 완전열을 이룬다.[1] 이 경우 는 순수 호지 구조이지만, 및 는 순수 호지 구조가 아닐 수 있다.
특이 대수다양체
보다 일반적으로, (특이점을 가질 수 있는) 임의의 복소수 준사영 대수다양체에 대해서도 혼합 호지 구조를 자연스럽게 정의할 수 있다.[4] 일부 경우 이는 미분 형식으로 계산할 수 있다.[5]
관련 개념
호지 구조의 변동(Hodge構造의變動, 영어: variation of Hodge structure)은 대략 어떤 복소다양체로 매개변수화된 호지 구조들의 족이다. 필립 오거스터스 그리피스가 도입하였다.[6][7][8]
호지 가군(Hodge加群, 영어: Hodge module)은 대략 "호지 구조들의 층"으로 생각할 수 있다. 사이토 모리히코(일본어: 斎藤 盛彦)가 도입하였다.[9]
예
무게 0 또는 1의 호지 구조
임의의 아벨 군 에, 다음과 같이 자명하게 무게 0의 순수 호지 구조를 줄 수 있다.
만약 호지 구조의 차수 가 둘 다 음이 아닌 정수라면 이는 무게 0의 유일한 순수 호지 구조이다.
아벨 군 위의, 무게 1의 순수 호지 구조는 (만약 차수 가 모두 음이 아닌 정수라면) 실수 벡터 공간 위의 복소구조
와 같다. 이 경우,
이다. 여기서
는 의 복소수체로의 선형 확대이다.
보다 일반적으로, 임의의 아벨 군 위에, 짝수 무게 의 자명한 순수 호지 구조를 다음과 같이 줄 수 있다.[1]:Example 1
테이트 호지 구조(영어: Tate Hodge structure) 는 위에 정의되는, 무게 의 순수 호지 구조이다.[1]:Example 2 이의 텐서곱을 취하여 얻는, 자명한 무게 의 호지 구조는 으로 쓴다.
테이트 뒤틂
무게 의 순수 호지 구조 및 정수 가 주어졌을 때, 테이트 뒤틂(영어: Tate twist) 는 다음과 같은, 무게 의 순수 호지 구조이다.[1]:Example 3
- 아벨 군으로서,
구멍을 뚫은 타원 곡선
복소수 타원 곡선 에 서로 다른 닫힌 점 가 주어졌다고 하자. 이 경우, 점을 제거한 타원 곡선의 혼합 호지 구조는 다음과 같다.[1]:Example 18 우선, 특이 코호몰로지는 다음과 같다.
상대 코호몰로지 긴 완전열을 사용하면 다음과 같다.
즉, 이는 다음과 같이 분해된다.
긴 완전열의 사상은 혼합 호지 구조의 사상을 이루므로, 이를 무게에 따라 분해하면 다음과 같다.
즉,
이며, 구멍이 뚫린 타원 곡선의 1차 코호몰로지의 혼합 호지 구조는 무게 1 및 2를 가진다.
횡단 교차
대수다양체 가 두 개의 비특이 사영 대수다양체 과 의 합집합이며, 과 는 횡단적으로 교차한다면, 그 호지 구조를 다음과 같이 계산할 수 있다.[10]:§4 대수적 위상수학에 따르면, 특이 코호몰로지 위에 마이어-피토리스 완전열이 존재한다.
이는 혼합 호지 구조의 완전열을 이룬다. 이 완전열에서 와 는 무게 의 순수 호지 구조를 가지지만, 는 일반적으로 무게 및 을 갖는 혼합 호지 구조이며, 구체적으로 다음과 같다.
각주
- ↑ 가 나 다 라 마 바 사 아 자 차 Filippini, Sara Angela; Ruddat, Helge; Thompson, Alan. 〈An introduction to Hodge structures〉. 《Calabi-Yau Varieties: Arithmetic, Geometry and Physics》. Fields Institute Communications (영어). Springer. arXiv:1412.8499. ISSN 1069-5265.
- ↑ Deligne, Pierre (1971). 〈Théorie de Hodge I〉 (PDF). 《Actes du Congrès International des Mathématiciens (Nice, 1970)》 (프랑스어) 1. Gauthier-Villars. 425–430쪽. MR 0441965. 2015년 4월 2일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2015년 3월 8일에 확인함.
- ↑ Deligne, Pierre (1971). “Théorie de Hodge II”. 《Publications mathématiques de l’Institut des Hautes Études Scientifiques》 (프랑스어) 40: 5–57. doi:10.1007/BF02684692. ISSN 0073-8301. MR 0498551. Zbl 0219.14007.
- ↑ Deligne, Pierre (1974). “Théorie de Hodge III”. 《Publications mathématiques de l’Institut des Hautes Études Scientifiques》 (프랑스어) 44: 5–77. doi:10.1007/BF02685881. ISSN 0073-8301. MR 0498552. Zbl 0237.14003.
- ↑ Варченко, Александр Николаевич (1980). “Асимптотики голоморфных форм определяют смешанную структуру Ходжа”. 《Доклады Академии Наук СССР》 (러시아어) 255: 1035–1038. Zbl 0516.14007.
- ↑ Griffiths, P. (1968). “Periods of integrals on algebraic manifolds I (construction and properties of the modular varieties)”. 《American Journal of Mathematics》 (영어) 90: 568–626. doi:10.2307/2373545. JSTOR 2373545.
- ↑ Griffiths, P. (1968). “Periods of integrals on algebraic manifolds II (local study of the period mapping)” (영어) 90. American Journal of Mathematics: 808–865. doi:10.2307/2373485. JSTOR 2373485.
- ↑ Griffiths, P. (1970). “Periods of integrals on algebraic manifolds III (some global differential-geometric properties of the period mapping)”. 《Publications Mathématiques de l’Institut des Hautes Études Scientifiques》 (영어) 38 (1): 125–180. doi:10.1007/BF02684654. ISSN 0073-8301. MR 282990. Zbl 0212.53503.
- ↑ Saito, Morihiko (1989). 〈Introduction to mixed Hodge modules〉. 《Actes du Colloque de Théorie de Hodge (Luminy, 1987)》. Astérisque (영어). 179–180. 145–162쪽. MR 1042805.
- ↑ Durfee, Alan H. (1981년 2월). 〈A naive guide to mixed Hodge theory〉. 《特異点の複素解析》. 数理解析研究所講究録 (영어) 415. 京都大学数理解析研究所.
외부 링크
같이 보기
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