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“しかく”のお勉強
第 5 回日曜数学会 LT
s.t.@simizut22
资格??
资格
四角
Square
Steenrod Square??
(; ?`д??)これだっ!!
Steenrod Square の話
第 5 回日曜数学会 LT
s.t.@simizut22
内容
? homotopy
? Eilenberg MacLane 空間
? cohomology と (primary) cohomology operation
? Steenrod Square
? Steenrod 代数Milnor の構造定理
※適宜省略します
1. Homotopy #とは
点付き位相空間の間の写像
??: ?,? → ?,? , (? = 0,1)
が homotopic とは、写像空間の間の道があること。 i.e.
?
?: ?,? × ? → ?,?
?. ?.
? ?, ? = ??, ? = 0,1
? ?, ? =?
これは同値関係になる。
同値関係による商集合をホモトピー集合といい、 ?, ? と書く。
1. Homotopy #とは
Path の間の homotopy
(endpoint を保つ) Torus と マグカップの間の変形
*Gif アニメは Homotopy(wiki) より拝借
1. Homotopy #とは
特に、 ? = ? ? = ?0, … , ? ? ??
2 = 1 の時は特に
? ?, ? = ? ? ? と書き、n次ホモトピー”群” という (※)
※“道”をつなぐことで積が定まり、逆の”道”を考えると逆元が定まる
ちょい正確には
- ?: ? ? → ? ? ∨ ? ? を使用して写像を足す
- 北半球と南半球を反転して写像を反転する
2. Eilenberg MacLane 空間
群 ? と自然数 n に対し(? ≥ 2の時 ? は可換)、Eileberg MacLane 空
間 ? ?, ? 空間が存在して以下が成立
1. ?? ? ?, ? = 0, (? ≠ ?)
2. ? ? ? ?, ? = ?
Eileberg MacLane 空間に対し次が示せる
1. 一意(up-to weak homotopy equiv.)
2. ? ?1 × ?2, ? = ? ?1, ? × ? ?2, ?
3. Ω? ?, ? = ???? ?1, ? ?, ? = ? ?, ? ? 1
2. Eilenberg MacLane 空間
例:
1. ? ?, 1 = ?1: 円周
2. ? ?2, 1 = ??∞: 無限次元実射影空間
3. ? ?, 2 = ??∞: 無限次元複素射影空間
4. ? ? ?, 1 = ? ?
∞ = ?∞/? ?: 無限次元レンズ空間(2?
?
回転で作用)
5. ? ?? = ? ?
?, 1 ??/? ?? = 異なる?点 ∈ ? :configuration space
3. cohomology と cohomology operation
?Def(コホモロジー)
可換群 ? および自然数 n に対し次の関手
? ?
?, ? : ???? → ????
? ? ?, ? ?, ?
をn次(特異)コホモロジー関手という ■
群構造は係数 ? から induce されるもの
3. cohomology と cohomology operation
?Def(cohomology operation)
可換群 ?, ? および自然数 n, q に対し、自然変換
?: ? ?
?, ? → ? ?
?, ?
を ?, ?, ?, ? 型の cohomology 作用素という
?, ?, ?, ? 型の cohomology 作用素全体を ? ?, ?, ?, ? で表す ■
3. cohomology と cohomology operation
次の定理が成立する!!!!!!!!
?定理
? ?, ?, ?, ? ? ? ?
? ?, ? , ?
∵)米田の補題から次が分かる
「自然変換Φ: ?, ? → ?, ?′ と ?(= Φ ? ?? ? ) ∈ ?, ?′ が1-to-1」
これを ? = ? ?, ? , ?′
= ? ?, ? に使うだけ■
4. Steenrod Square
? ≥ 0 に対し次を満たす安定 cohomology 作用素が存在する:
?? ?
: ? ?
?; ?2 → ? ?+?
?; ?2
1. ??0
= ??
2. ?? ?
? =
?2 (? = deg(?))
0 (? > deg ? )
3. ?? ? ?? = ?+?=? ?? ? ? ?? ? ? (Cartan の公式)
上の安定 cohomology 作用素を Steenrod 作用素という
4. Steenrod Square
Prop(Adem relation)
?? ? ?? ? =
2?≤?
? ? ? ? 1
? ? 2?
?? ?+??? ?? ?
?Def(Steenrod 代数)
?? ? で生成される多項式環を Steenrod 代数と言う
加法としての基底は ?? ? ??? ? = ?1 … ? ? ? ?? ≥ 2??+1 で与えられ
る
4. Steenrod 代数と Milnor の構造定理
Thm(Steenrod 代数の構造に関する Milnor の定理)
1. Steenrod 代数は Hopf 代数の構造も持つ i.e.
?: ? → ? ? ?: ?????????
? ?? ?
=
?+?=?
?? ?
? ?? ?
2.? の dual Hopf algebra ?? は polynomial ring になる;
?? = ?2 ?1, ?2, …
wh/ ?? ?? ? =
1, ? = 2??1, 2??1, … , 1
0, ?????????
5. 最後に
? 何がうれしいかというと
? 球面やリー群のコホモロジーの生成元なんかがこいつらを使ってが
ちゃがちゃ出てきたりする。
? けど、そのはなし泥臭いので省略します (?;ω;`)
?3 ?2
= ?
(? ?? ?)?????????????????????????????!!!!!!!!!!!
Hopf 不変量はいいぞぉ(????ω?`)????
(Steenrod Algebra 関係なし)
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  • 8. Steenrod Square の話 第 5 回日曜数学会 LT s.t.@simizut22
  • 9. 内容 ? homotopy ? Eilenberg MacLane 空間 ? cohomology と (primary) cohomology operation ? Steenrod Square ? Steenrod 代数Milnor の構造定理 ※適宜省略します
  • 10. 1. Homotopy #とは 点付き位相空間の間の写像 ??: ?,? → ?,? , (? = 0,1) が homotopic とは、写像空間の間の道があること。 i.e. ? ?: ?,? × ? → ?,? ?. ?. ? ?, ? = ??, ? = 0,1 ? ?, ? =? これは同値関係になる。 同値関係による商集合をホモトピー集合といい、 ?, ? と書く。
  • 11. 1. Homotopy #とは Path の間の homotopy (endpoint を保つ) Torus と マグカップの間の変形 *Gif アニメは Homotopy(wiki) より拝借
  • 12. 1. Homotopy #とは 特に、 ? = ? ? = ?0, … , ? ? ?? 2 = 1 の時は特に ? ?, ? = ? ? ? と書き、n次ホモトピー”群” という (※) ※“道”をつなぐことで積が定まり、逆の”道”を考えると逆元が定まる ちょい正確には - ?: ? ? → ? ? ∨ ? ? を使用して写像を足す - 北半球と南半球を反転して写像を反転する
  • 13. 2. Eilenberg MacLane 空間 群 ? と自然数 n に対し(? ≥ 2の時 ? は可換)、Eileberg MacLane 空 間 ? ?, ? 空間が存在して以下が成立 1. ?? ? ?, ? = 0, (? ≠ ?) 2. ? ? ? ?, ? = ? Eileberg MacLane 空間に対し次が示せる 1. 一意(up-to weak homotopy equiv.) 2. ? ?1 × ?2, ? = ? ?1, ? × ? ?2, ? 3. Ω? ?, ? = ???? ?1, ? ?, ? = ? ?, ? ? 1
  • 14. 2. Eilenberg MacLane 空間 例: 1. ? ?, 1 = ?1: 円周 2. ? ?2, 1 = ??∞: 無限次元実射影空間 3. ? ?, 2 = ??∞: 無限次元複素射影空間 4. ? ? ?, 1 = ? ? ∞ = ?∞/? ?: 無限次元レンズ空間(2? ? 回転で作用) 5. ? ?? = ? ? ?, 1 ??/? ?? = 異なる?点 ∈ ? :configuration space
  • 15. 3. cohomology と cohomology operation ?Def(コホモロジー) 可換群 ? および自然数 n に対し次の関手 ? ? ?, ? : ???? → ???? ? ? ?, ? ?, ? をn次(特異)コホモロジー関手という ■ 群構造は係数 ? から induce されるもの
  • 16. 3. cohomology と cohomology operation ?Def(cohomology operation) 可換群 ?, ? および自然数 n, q に対し、自然変換 ?: ? ? ?, ? → ? ? ?, ? を ?, ?, ?, ? 型の cohomology 作用素という ?, ?, ?, ? 型の cohomology 作用素全体を ? ?, ?, ?, ? で表す ■
  • 17. 3. cohomology と cohomology operation 次の定理が成立する!!!!!!!! ?定理 ? ?, ?, ?, ? ? ? ? ? ?, ? , ? ∵)米田の補題から次が分かる 「自然変換Φ: ?, ? → ?, ?′ と ?(= Φ ? ?? ? ) ∈ ?, ?′ が1-to-1」 これを ? = ? ?, ? , ?′ = ? ?, ? に使うだけ■
  • 18. 4. Steenrod Square ? ≥ 0 に対し次を満たす安定 cohomology 作用素が存在する: ?? ? : ? ? ?; ?2 → ? ?+? ?; ?2 1. ??0 = ?? 2. ?? ? ? = ?2 (? = deg(?)) 0 (? > deg ? ) 3. ?? ? ?? = ?+?=? ?? ? ? ?? ? ? (Cartan の公式) 上の安定 cohomology 作用素を Steenrod 作用素という
  • 19. 4. Steenrod Square Prop(Adem relation) ?? ? ?? ? = 2?≤? ? ? ? ? 1 ? ? 2? ?? ?+??? ?? ? ?Def(Steenrod 代数) ?? ? で生成される多項式環を Steenrod 代数と言う 加法としての基底は ?? ? ??? ? = ?1 … ? ? ? ?? ≥ 2??+1 で与えられ る
  • 20. 4. Steenrod 代数と Milnor の構造定理 Thm(Steenrod 代数の構造に関する Milnor の定理) 1. Steenrod 代数は Hopf 代数の構造も持つ i.e. ?: ? → ? ? ?: ????????? ? ?? ? = ?+?=? ?? ? ? ?? ? 2.? の dual Hopf algebra ?? は polynomial ring になる; ?? = ?2 ?1, ?2, … wh/ ?? ?? ? = 1, ? = 2??1, 2??1, … , 1 0, ?????????
  • 21. 5. 最後に ? 何がうれしいかというと ? 球面やリー群のコホモロジーの生成元なんかがこいつらを使ってが ちゃがちゃ出てきたりする。 ? けど、そのはなし泥臭いので省略します (?;ω;`)
  • 22. ?3 ?2 = ? (? ?? ?)?????????????????????????????!!!!!!!!!!!