Articulo de referencia

complejo cotangente

En matemáticas , el complejo cotangente es una generalización común del haz cotangente , el fibrado normal y el fibrado tangente virtual de una aplicación de espacios geométrico...

En matemáticas , el complejo cotangente es una generalización común del haz cotangente , el fibrado normal y el fibrado tangente virtual de una aplicación de espacios geométricos como variedades o esquemas .F:incógnitaY{\displaystyle f:X\to Y}es un morfismo de objetos geométricos o algebraicos, el complejo cotangente correspondienteLincógnita/Y{\displaystyle \mathbf {L} _ {X/Y}^{\bullet }}puede pensarse como una "linealización" universal de la misma, que sirve para controlar la teoría de la deformación deF{\displaystyle f}. [ 1 ] [ 2 ] Se construye como un objeto en una determinada categoría derivada de haces enincógnita{\displaystyle X}utilizando los métodos del álgebra homotópica .

A principios de la década de 1960, varios autores definieron por primera vez versiones restringidas de complejos cotangentes en diversos casos. A finales de esa década, Michel André y Daniel Quillen propusieron de forma independiente la definición correcta de un morfismo de anillos conmutativos , utilizando métodos simpliciales para precisar la idea del complejo cotangente, tal como se define al tomar el functor derivado izquierdo (no abeliano) de diferenciales de Kähler . Posteriormente, Luc Illusie generalizó esta definición a la situación general de un morfismo de topoi anillados , incorporando así morfismos de espacios anillados , esquemas y espacios algebraicos a la teoría.

Motivación

Supongamos queincógnita{\displaystyle X}yY{\displaystyle Y}son variedades algebraicas y queF:incógnitaY{\displaystyle f:X\to Y}es un morfismo entre ellos. El complejo cotangente deF{\displaystyle f}es una versión más universal de los diferenciales de Kähler relativosΩincógnita/Y{\displaystyle \Omega _{X/Y}}. La motivación más básica para tal objeto es la secuencia exacta de diferenciales de Kähler asociadas a dos morfismos. SiZ{\displaystyle Z}es otra variedad, y sigramo:YZ{\displaystyle g:Y\to Z}es otro morfismo, entonces hay una secuencia exacta

FΩY/ZΩincógnita/ZΩincógnita/Y0.{\displaystyle f^{*}\Omega _{Y/Z}\to \Omega _{X/Z}\to \Omega _{X/Y}\to 0.}

En cierto sentido, por lo tanto, las diferenciales de Kähler relativas son un functor exacto por la derecha . (Literalmente esto no es cierto, sin embargo, porque la categoría de variedades algebraicas no es una categoría abeliana y, por lo tanto, la exactitud por la derecha no está definida). De hecho, antes de la definición del complejo cotangente, existían varias definiciones de functores que podían extender la secuencia aún más hacia la izquierda, como los functores de Lichtenbaum-Schlessinger.Ti{\displaystyle T^{i}}y módulos de imperfección . La mayoría de estos fueron motivados por la teoría de la deformación .

Esta secuencia es exacta por la izquierda si el morfismoF{\displaystyle f}es suave. Si Ω admitiera un primer functor derivado , entonces la exactitud por la izquierda implicaría que el homomorfismo de conexión se anulara, y esto ciertamente sería cierto si el primer functor derivado de f , cualquiera que fuera, se anulara. Por lo tanto, una especulación razonable es que el primer functor derivado de un morfismo suave se anula. Además, cuando cualquiera de los functores que extendían la secuencia de diferenciales de Kähler se aplicaba a un morfismo suave, también se anulaban, lo que sugería que el complejo cotangente de un morfismo suave podría ser equivalente a los diferenciales de Kähler.

Otra sucesión exacta natural relacionada con las diferenciales de Kähler es la sucesión exacta conormal . Si f es una inmersión cerrada con haz ideal I , entonces existe una sucesión exacta.

I/I2FΩY/ZΩincógnita/Z0.{\displaystyle I/I^{2}\to f^{*}\Omega _{Y/Z}\to \Omega _{X/Z}\to 0.}

Esta es una extensión de la secuencia exacta anterior: Hay un nuevo término a la izquierda, el haz conormal de f , y los diferenciales relativos Ω X / Y han desaparecido porque una inmersión cerrada es formalmente no ramificada . Si f es la inclusión de una subvariedad lisa, entonces esta secuencia es una secuencia exacta corta. [ 3 ] Esto sugiere que el complejo cotangente de la inclusión de una variedad lisa es equivalente al haz conormal desplazado por un término.

Primeros trabajos sobre complejos cotangentes

Los complejos cotangentes aparecieron en múltiples versiones, parcialmente incompatibles y de creciente generalidad, a principios de la década de 1960. La primera instancia de los functores de homología relacionados en el contexto restringido de extensiones de cuerpos apareció en Cartier (1956). Alexander Grothendieck desarrolló entonces una versión temprana de los complejos cotangentes en 1961 para su teorema general de Riemann-Roch en geometría algebraica con el fin de tener una teoría de haces tangentes virtuales . Esta es la versión descrita por Pierre Berthelot en SGA 6, Exposé VIII. [ 4 ] Solo se aplica cuando f es un morfismo suavizable (uno que se factoriza en una inmersión cerrada seguida de un morfismo suave). [ 5 ] En este caso, el complejo cotangente de f como un objeto en la categoría derivada de haces coherentes en X se da de la siguiente manera:

  • L0incógnita/Y=iΩV/Y.{\displaystyle L_{0}^{X/Y}=i^{*}\Omega _{V/Y}.}
  • Si J es el ideal de X en V , entoncesL1incógnita/Y=J/J2=iJ.{\displaystyle L_{1}^{X/Y}=J/J^{2}=i^{*}J.}
  • Liincógnita/Y=0{\displaystyle L_{i}^{X/Y}=0}para todos los demás i.
  • El diferencialL1incógnita/YL0incógnita/Y{\displaystyle L_{1}^{X/Y}\to L_{0}^{X/Y}}es el retroceso a lo largo de i de la inclusión de J en el haz de estructuraOV{\displaystyle {\mathcal {O}}_{V}}de V seguido de la derivación universald:OVΩV/Y.{\displaystyle d:{\mathcal {O}}_{V}\to \Omega _{V/Y}.}
  • Todos los demás diferenciales son cero.

Esta definición es independiente de la elección de V, [ 6 ] y para un morfismo de intersección completa suavizable, este complejo es perfecto. [ 7 ] Además, si g  : YZ es otro morfismo de intersección completa suavizable y si se satisface una condición técnica adicional, entonces existe un triángulo exacto

LFLY/ZLincógnita/ZLincógnita/YLFLY/Z[1].{\displaystyle \mathbf {L} f^{*}L_{\bullet }^{Y/Z}\to L_{\bullet }^{X/Z}\to L_{\bullet }^{X/Y}\to \mathbf {L} f^{*}L_{\bullet }^{Y/Z}[1].}

En 1963, Grothendieck desarrolló una construcción más general que elimina la restricción a morfismos suavizables (que también funciona en contextos distintos de la geometría algebraica). Sin embargo, al igual que la teoría de 1961, esto produjo un complejo cotangente de longitud 2 solamente, correspondiente a la truncación.τ1Lincógnita/Y{\displaystyle \tau _{\leq 1}\mathbf {L} _{X/Y}^{\bullet }}del complejo completo que aún no se conocía en ese momento. Este enfoque fue publicado más tarde en Grothendieck (1968). Al mismo tiempo, a principios de la década de 1960, Gerstenhaber [ 8 ] y Lichtenbaum y Schlessinger [ 9 ] introdujeron de forma independiente teorías en gran medida similares para anillos conmutativos (correspondientes al caso "local" de esquemas afines en geometría algebraica). Sus teorías se extendieron a complejos cotangentes de longitud 3, capturando así más información.

La definición del complejo cotangente

La definición correcta del complejo cotangente comienza en el contexto homotópico . Quillen y André trabajaron con anillos conmutativos simpliciales , mientras que Illusie trabajó de forma más general con topoi anillados simpliciales , cubriendo así la teoría "global" en varios tipos de espacios geométricos. Para simplificar, consideraremos solo el caso de anillos conmutativos simpliciales. Supongamos queA{\displaystyle A}yB{\displaystyle B}son anillos simpliciales y queB{\displaystyle B}es unA{\displaystyle A}-álgebra. Elija una resoluciónr:PAGB{\displaystyle r:P^{\bullet }\to B}deB{\displaystyle B}por simplicial gratisA{\displaystyle A}-álgebras. Tal resolución deB{\displaystyle B}se puede construir utilizando la conmutativa libreA{\displaystyle A}-functor de álgebra que toma un conjuntoS{\displaystyle S}y produce el gratisA{\displaystyle A}-álgebraA[S]{\displaystyle A[S]}. Para unA{\displaystyle A}-álgebraB{\displaystyle B}Esto viene con un mapa de aumento natural.ηB:A[B]B{\displaystyle \eta _{B}:A[B]\to B}que mapea una suma formal de elementos deB{\displaystyle B}a un elemento deB{\displaystyle B}mediante la regla

a1[b1]++anorte[bnorte]a1b1+anortebnorte{\displaystyle a_{1}[b_{1}]+\cdots +a_{n}[b_{n}]\mapsto a_{1}\cdot b_{1}+\cdots a_{n}\cdot b_{n}}

Al iterar esta construcción se obtiene un álgebra simplicial.

A[A[A[B]]]A[A[B]]A[B]B{\displaystyle \cdots \to A[A[A[B]]]\to A[A[B]]\to A[B]\to B}

donde los mapas horizontales provienen de la composición de los mapas de aumento para las distintas opciones. Por ejemplo, hay dos mapas de aumento.A[A[B]]A[B]{\displaystyle A[A[B]]\to A[B]}a través de las reglas

ai[ai,1[bi,1]++ai,nortei[bi,nortei]]aiai,1[bi,1]++aiai,nortei[bi,nortei]ai,1[aibi,1]++ai,nortei[aibi,nortei]{\displaystyle {\begin{aligned}a_{i}[a_{i,1}[b_{i,1}]+\cdots +a_{i,n_{i}}[b_{i,n_{i}}]]&\mapsto a_{i}a_{i,1}[b_{i,1}]+\cdots +a_{i}a_{i,n_{i}}[b_{i,n_{i}}]\\&\mapsto a_{i,1}[a_{i}\cdot b_{i,1}]+\cdots +a_{i,n_{i}}[a_{i}\cdot b_{i,n_{i}}]\end{aligned}}}

que se puede adaptar a cada uno de los gratuitosA{\displaystyle A}-álgebrasA[A[A[B]]{\displaystyle A[\cdots A[A[B]]}.

Aplicando el functor diferencial de Kähler aPAG{\displaystyle P^{\bullet }}produce un simplicialB{\displaystyle B}-módulo. El complejo total de este objeto simplicial es el complejo cotangente L B / A . El morfismo r induce un morfismo del complejo cotangente a Ω B / A llamado mapa de aumento . En la categoría de homotopía de las A -álgebras simpliciales (o de los topoi anillados simpliciales), esta construcción equivale a tomar el functor derivado izquierdo del functor diferencial de Kähler.

Dado un cuadrado conmutativo como el siguiente:

existe un morfismo de complejos cotangentesLB/ABDLD/do{\displaystyle L^{B/A}\otimes _{B}D\to L^{D/C}}que respeta los mapas de aumento. Este mapa se construye eligiendo una resolución de C -álgebra libre de D , por ejemplos:QD.{\displaystyle s:Q^{\bullet }\to D.}PorquePAG{\displaystyle P^{\bullet }}es un objeto libre , el compuesto hr puede elevarse a un morfismoPAGQ.{\displaystyle P^{\bullet }\to Q^{\bullet }.}Aplicando la funtorialidad de los diferenciales de Kähler a este morfismo se obtiene el morfismo requerido de complejos cotangentes. En particular, dados los homomorfismosABdo,{\displaystyle A\to B\to C,}Esto produce la secuencia

LB/ABdoLdo/ALdo/B.{\displaystyle L^{B/A}\otimes _{B}C\to L^{C/A}\to L^{C/B}.}

Hay un homomorfismo de conexión,

Ldo/B(LB/ABdo)[1],{\displaystyle L^{C/B}\to \left(L^{B/A}\otimes _{B}C\right)[1],}

lo que convierte esta secuencia en un triángulo exacto.

El complejo cotangente también puede definirse en cualquier categoría de modelo combinatorio M. Supongamos queF:AB{\displaystyle f:A\to B}es un morfismo en M. El complejo cotangenteLF{\displaystyle L^{f}}(oLB/A{\displaystyle L^{B/A}}) es un objeto en la categoría de espectros enMETROB//B{\displaystyle M_{B//B}}. Un par de morfismos componibles,F:AB{\displaystyle f:A\to B}ygramo:Bdo{\displaystyle g:B\to C}induce un triángulo exacto en la categoría de homotopía,

LB/ABdoLdo/ALdo/B(LB/ABdo)[1].{\displaystyle L^{B/A}\otimes _{B}C\to L^{C/A}\to L^{C/B}\to \left(L^{B/A}\otimes _{B}C\right)[1].}

Complejos cotangentes en la teoría de la deformación

Configuración

Una de las primeras aplicaciones directas del complejo cotangente se encuentra en la teoría de la deformación. Por ejemplo, si tenemos un esquemaF:incógnitaS{\displaystyle f:X\to S}y un engrosamiento infinitesimal de cero cuadradoSS{\displaystyle S\to S'}, es decir, un morfismo de esquemas donde el núcleo

I=ker{OSOS}{\displaystyle {\mathcal {I}}={\text{ker}}\{{\mathcal {O}}_{S'}\to {\mathcal {O}}_{S}\}}

tiene la propiedad de que su cuadrado es el haz cero, por lo tanto

I2=0{\displaystyle {\mathcal {I}}^{2}=0}

una de las preguntas fundamentales en la teoría de la deformación es construir el conjunto deincógnita{\displaystyle X'}encajando en cuadrados cartesianos de la forma

{incógnitaincógnitaSS}{\displaystyle \left\{{\begin{matrix}X&\to &X'\\\downarrow &&\downarrow \\S&\to &S'\end{matrix}}\right\}}

Un par de ejemplos a tener en cuenta son la extensión de esquemas definidos sobreZ/pag{\displaystyle \mathbb {Z} /p}aZ/pag2{\displaystyle \mathbb {Z} /p^{2}}o esquemas definidos sobre un campok{\displaystyle k}de característica0{\displaystyle 0}al anillok[ε]{\displaystyle k[\varepsilon ]}dóndeε2=0{\displaystyle \varepsilon ^{2}=0}El complejo cotangenteLincógnita/S{\displaystyle \mathbf {L} _{X/S}^{\bullet }}Luego controla la información relacionada con este problema. Podemos reformularlo considerando el conjunto de extensiones del diagrama conmutativo.

0GRAMOOincógnitaOincógnita00IOSOS0{\displaystyle {\begin{matrix}0&\to &{\mathcal {G}}&\to &{\mathcal {O}}_{X'}&\to &{\mathcal {O}}_{X}&\to &0\\&&\uparrow &&\uparrow &&\uparrow \\0&\to &{\mathcal {I}}&\to &{\mathcal {O}}_{S'}&\to &{\mathcal {O}}_{S}&\to &0\end{matrix}}}

que es un problema homológico. Entonces, el conjunto de tales diagramas cuyo núcleo esGRAMO{\displaystyle {\mathcal {G}}}es isomorfo al grupo abeliano

Ext1(Lincógnita/S,GRAMO){\displaystyle {\text{Ext}}^{1}(\mathbf {L} _{X/S}^{\bullet },{\mathcal {G}})}

mostrando que el complejo cotangente controla el conjunto de deformaciones disponibles. [ 1 ] Además, desde la otra dirección, si hay una secuencia exacta corta

0GRAMOOincógnitaOincógnita0{\displaystyle {\begin{matrix}0&\to &{\mathcal {G}}&\to &{\mathcal {O}}_{X'}&\to &{\mathcal {O}}_{X}&\to &0\end{matrix}}}

existe un elemento correspondiente

ξExt2(Lincógnita/S,GRAMO){\displaystyle \xi \in {\text{Ext}}^{2}(\mathbf {L} _{X/S}^{\bullet },{\mathcal {G}})}

cuya desaparición implica que es una solución al problema de deformación dado anteriormente. Además, el grupo

Ext0(Lincógnita/S,GRAMO){\displaystyle {\text{Ext}}^{0}(\mathbf {L} _{X/S}^{\bullet },{\mathcal {G}})}

controla el conjunto de automorfismos para cualquier solución fija al problema de deformación.

Algunas implicaciones importantes

Una de las propiedades geométricamente más importantes del complejo cotangente es el hecho de que, dado un morfismo deS{\displaystyle S}-esquemas

F:incógnitaY{\displaystyle f:X\to Y}

podemos formar el complejo cotangente relativoLincógnita/Y{\displaystyle \mathbf {L} _{X/Y}^{\bullet }}como el cono de

FLY/SLincógnita/S{\displaystyle f^{*}\mathbf {L} _{Y/S}^{\bullet }\to \mathbf {L} _{X/S}^{\bullet }}

encajando en un triángulo distinguido

FLY/SLincógnita/SLincógnita/Y+1{\displaystyle f^{*}\mathbf {L} _{Y/S}^{\bullet }\to \mathbf {L} _{X/S}^{\bullet }\to \mathbf {L} _{X/Y}^{\bullet }\xrightarrow {+1} }

Este es uno de los pilares de los complejos cotangentes porque implica las deformaciones del morfismo.F{\displaystyle f}deS{\displaystyle S}-los esquemas están controlados por este complejo. En particular,Lincógnita/Y{\displaystyle \mathbf {L} _{X/Y}^{\bullet }}controla las deformaciones deF{\displaystyle f}como un morfismo fijo enInicioS(incógnita,Y){\displaystyle {\text{Hom}}_{S}(X,Y)}, deformaciones deincógnita{\displaystyle X}que puede extenderseF{\displaystyle f}, lo que significa que hay un morfismoF:incógnitaS{\displaystyle f':X'\to S}que factores a través del mapa de proyecciónincógnitaincógnita{\displaystyle X'\to X}compuesto conF{\displaystyle f}y deformaciones deY{\displaystyle Y}definido de manera similar. Esta técnica es fundamental para la teoría de Gromov-Witten (véase más abajo), que estudia morfismos de curvas algebraicas de un género fijo y un número fijo de perforaciones a un esquemaincógnita{\displaystyle X}.

Propiedades del complejo cotangente

Cambio de base plana

Supongamos que B y C son A -álgebras tales queColinaqA(B,do)=0{\displaystyle \operatorname {Tor} _{q}^{A}(B,C)=0}para todo q > 0 . Entonces hay cuasi-isomorfismos [ 10 ]

LBAdo/dodoALB/ALBAdo/A(LB/AAdo)(BALdo/A){\displaystyle {\begin{aligned}L^{B\otimes _{A}C/C}&\cong C\otimes _{A}L^{B/A}\\L^{B\otimes _{A}C/A}&\cong \left(L^{B/A}\otimes _{A}C\right)\oplus \left(B\otimes _{A}L^{C/A}\right)\end{aligned}}}

Si C es un álgebra A plana , entonces la condición de queColinaqA(B,do){\displaystyle \operatorname {Tor} _{q}^{A}(B,C)}que se anule para q > 0 es automático. La primera fórmula demuestra entonces que la construcción del complejo cotangente es local en la base en la topología plana .

Propiedades que desaparecen

Sea f  : AB . Entonces: [ 11 ] [ 12 ]

  • Si B es una localización de A , entoncesLB/A0{\displaystyle L_{B/A}\simeq 0}.
  • Si f es un morfismo étale , entoncesLB/A0{\displaystyle L_{B/A}\simeq 0}.
  • Si f es un morfismo liso , entoncesLB/A{\displaystyle L_{B/A}}es cuasi-isomorfo aΩB/A{\displaystyle \Omega _{B/A}}En particular, tiene dimensión proyectiva cero.
  • Si f es un morfismo de intersección completa local , entoncesLB/A{\displaystyle L_{B/A}}es un complejo perfecto con amplitud de Tor en [-1,0]. [ 13 ]
  • Si A es noetheriano,B=A/I{\displaystyle B=A/I}, yI{\displaystyle I}se genera mediante una secuencia regular, entoncesI/I2{\displaystyle I/I^{2}}es un módulo proyectivo yLB/A{\displaystyle L_{B/A}}es cuasi-isomorfo aI/I2[1].{\displaystyle I/I^{2}[1].}
  • Si f es un morfismo de k -álgebras perfectas sobre un cuerpo perfecto k de característica p > 0 , entoncesLB/A0{\displaystyle L_{B/A}\simeq 0}. [ 14 ]

Caracterización de intersecciones completas locales

La teoría del complejo cotangente permite dar una caracterización homológica de los morfismos de intersección completa local (lci), al menos bajo supuestos noetherianos. Sea f  : AB un morfismo de anillos noetherianos tal que B es un álgebra A finitamente generada . Como reinterpretó Quillen, el trabajo de Lichtenbaum-Schlessinger muestra que el segundo grupo de homología de André-QuillenD2(B/A,METRO){\textstyle D_{2}(B/A,M)}se anula para todos los B -módulos M si y solo si f es lci. [ 15 ] Por lo tanto, combinado con el resultado de anulación anterior, deducimos:

El morfismo f  : AB es lci si y solo siLB/A{\displaystyle L_{B/A}}es un complejo perfecto con amplitud de Tor en [-1,0].

Quillen conjeturó además que si el complejo cotangenteLB/A{\displaystyle L_{B/A}}tiene dimensión proyectiva finita y B es de dimensión Tor finita como un A -módulo, entonces f es lci. [ 16 ] Esto fue demostrado por Luchezar Avramov en un artículo de Annals de 1999. [ 17 ] Avramov también extendió la noción de morfismo lci al entorno de tipo no finito, asumiendo solo que el morfismo f es localmente de dimensión plana finita, y demostró que la misma caracterización homológica de los morfismos lci se cumple allí (aparte deLB/A{\displaystyle L_{B/A}}ya no es perfecto). El resultado de Avramov fue mejorado recientemente por Briggs-Iyengar, quien demostró que la propiedad lci se cumple una vez que se establece queDnorte(B/A,){\displaystyle {\textstyle D_{n}(B/A,-)}}desaparece para cualquier unonorte2{\displaystyle n\geq 2}. [ 18 ]

En todo esto, es necesario suponer que los anillos en cuestión son noetherianos. Por ejemplo, sea k un cuerpo perfecto de característica p > 0. Entonces, como se indicó anteriormente,LB/A{\displaystyle L_{B/A}}se anula para cualquier morfismo AB de k- álgebras perfectas. Pero no todo morfismo de k -álgebras perfectas es lci. [ 19 ]

Descenso llano

Bhargav Bhatt demostró que el complejo cotangente satisface el descenso fielmente plano (derivado) . [ 20 ] En otras palabras, para cualquier morfismo fielmente plano f  : AB de R -álgebras, se tiene una equivalencia

LA/RTot(Ldomidoh(AB)/R){\displaystyle L_{A/R}\simeq \mathrm {Tot} (L_{\mathrm {Cech} (A\to B)/R})}

en la categoría derivada de R , donde el lado derecho denota el límite de homotopía del objeto cosimplicial dado por tomarL/R{\textstyle L_{-/R}}de la conserva de Čech de f . (La conserva de Čech es el objeto cosimplicial que determina el complejo de Amitsur ). De manera más general, todas las potencias exteriores del complejo cotangente satisfacen un descenso plano fiel.

Ejemplos

Esquemas fluidos

DejarincógnitaEscuela/S{\displaystyle X\in \operatorname {Sch} /S}ser suave. Entonces el complejo cotangente esΩincógnita/S{\displaystyle \Omega _{X/S}}En el marco de Berthelot, esto queda claro al tomarV=incógnita{\displaystyle V=X}. En general, étale localmente enS,incógnita{\displaystyle S,X}es un espacio afín de dimensión finita y el morfismoincógnitaS{\displaystyle X\to S}es una proyección, por lo que podemos reducirnos a la situación en la queS=Especulación(A){\displaystyle S=\operatorname {Spec} (A)}yincógnita=Especulación(A[incógnita1,,incógnitanorte]).{\displaystyle X=\operatorname {Spec} (A[x_{1},\ldots ,x_{n}]).}Podemos tomar la resolución deEspeculación(A[incógnita1,,incógnitanorte]){\displaystyle \operatorname {Spec} (A[x_{1},\ldots ,x_{n}])}para ser el mapa identidad, y entonces está claro que el complejo cotangente es el mismo que los diferenciales de Kähler.

Incrustaciones cerradas en esquemas suaves

Dejari:incógnitaY{\displaystyle i:X\to Y}ser una incrustación cerrada de esquemas suaves enEscuela/S{\displaystyle {\text{Sch}}/S}. Utilizando el triángulo exacto correspondiente a los morfismosincógnitaYS{\displaystyle X\to Y\to S}, podemos determinar el complejo cotangenteLincógnita/Y{\displaystyle \mathbf {L} _{X/Y}}Para ello, tenga en cuenta que, según el ejemplo anterior, los complejos cotangentesLincógnita/S{\displaystyle \mathbf {L} _{X/S}}yLY/S{\displaystyle \mathbf {L} _{Y/S}}consisten en los diferenciales de KählerΩincógnita/S{\displaystyle \Omega _{X/S}}yΩY/S{\displaystyle \Omega _{Y/S}}en el grado cero, respectivamente, y son cero en todos los demás grados. El triángulo exacto implica queLincógnita/Y{\displaystyle \mathbf {L} _{X/Y}}es distinto de cero solo en el primer grado, y en ese grado, es el núcleo del mapa.iLY/SLincógnita/S.{\displaystyle i^{*}\mathbf {L} _{Y/S}\to \mathbf {L} _{X/S}.}Este núcleo es el fibrado conormal, y la sucesión exacta es la sucesión exacta conormal, por lo que en el primer grado,Lincógnita/Y{\displaystyle \mathbf {L} _{X/Y}}es el fibrado conormaldoincógnita/Y{\displaystyle C_{X/Y}}.

Intersección completa local

De forma más general, un morfismo de intersección completa localincógnitaY{\displaystyle X\to Y}con un objetivo suave tiene una cotangente compleja perfecta en amplitud[1,0].{\displaystyle [-1,0].}Esto viene dado por el complejo

I/I2ΩY|incógnita.{\displaystyle I/I^{2}\to \Omega _{Y}|_{X}.}

Por ejemplo, el complejo cotangente de la cúbica retorcidaincógnita{\displaystyle X}enPAG3{\displaystyle \mathbb {P} ^{3}}está dado por el complejo

O(2)O(2)O(2)sΩPAG3|incógnita.{\displaystyle {\mathcal {O}}(-2)\oplus {\mathcal {O}}(-2)\oplus {\mathcal {O}}(-2){\xrightarrow {s}}\Omega _{\mathbb {P} ^{3}}|_{X}.}

Complejos cotangentes en la teoría de Gromov-Witten

En la teoría de Gromov-Witten, los matemáticos estudian los invariantes geométricos enumerativos de curvas de n puntos en espacios. En general, existen pilas algebraicas.

METRO¯gramo,norte(incógnita,β){\displaystyle {\overline {\mathcal {M}}}_{g,n}(X,\beta )}

que son los espacios de módulos de mapas

π:doincógnita{\displaystyle \pi :C\to X}

del génerogramo{\displaystyle g}curvas connorte{\displaystyle n}perforaciones hacia un objetivo fijo. Dado que la geometría enumerativa estudia el comportamiento genérico de tales mapas, la teoría de deformación que controla este tipo de problemas requiere la deformación de la curva.do{\displaystyle C}, el mapaπ{\displaystyle \pi }y el espacio objetivoincógnita{\displaystyle X}Afortunadamente, toda esta información teórica sobre la deformación puede ser rastreada por el complejo cotangente.Ldo/incógnita{\displaystyle \mathbf {L} _{C/X}^{\bullet }}. Utilizando el triángulo distinguido

πLincógnitaLdoLdo/incógnita{\displaystyle \pi ^{*}\mathbf {L} _{X}^{\bullet }\to \mathbf {L} _{C}^{\bullet }\to \mathbf {L} _{C/X}^{\bullet }\to }

asociado a la composición de morfismos

doπincógnitaEspeculación(do){\displaystyle C\xrightarrow {\pi } X\rightarrow {\text{Spec}}(\mathbb {C} )}

El complejo cotangente se puede calcular en muchas situaciones. De hecho, para una variedad complejaincógnita{\displaystyle X}, su complejo cotangente viene dado porΩincógnita1{\displaystyle \Omega _{X}^{1}}y una suavenorte{\displaystyle n}-curva perforadado{\displaystyle C}, esto viene dado porΩdo1(pag1++pagnorte){\displaystyle \Omega _{C}^{1}(p_{1}+\cdots +p_{n})}. De la teoría general de categorías trianguladas , el complejo cotangenteLdo/incógnita{\displaystyle \mathbf {L} _{C/X}^{\bullet }}es cuasi-isomorfo al cono

Cono(πLincógnitaLdo)Cono(πΩincógnita1Ωdo1(pag1++pagnorte)){\displaystyle {\text{Cone}}(\pi ^{*}\mathbf {L} _{X}^{\bullet }\to \mathbf {L} _{C}^{\bullet })\simeq {\text{Cone}}(\pi ^{*}\Omega _{X}^{1}\to \Omega _{C}^{1}(p_{1}+\cdots +p_{n}))}

Véase también

Notas

  1. 1 2 "Sección 91.21 (08UX): Deformaciones de espacios anillados y el complejo cotangente—El proyecto Stacks" . stacks.math.columbia.edu . Consultado el 2 de diciembre de 2021 .
  2. "Sección 91.23 (08V3): Deformaciones de topoi anillados y el complejo cotangente—El proyecto Stacks" . stacks.math.columbia.edu . Consultado el 2 de diciembre de 2021 .
  3. Grothendieck 1967 , Proposición 17.2.5 
  4. Berthelot 1966 , VIII Proposición 2.2 
  5. (Grothendieck 1968 , p. 4) 
  6. Berthelot 1966 , VIII Proposición 2.2 
  7. Berthelot 1966 , VIII Proposición 2.4 
  8. (Gerstenhaber 1964 ) 
  9. (Lichenbaum; Schlessinger 1967 ) 
  10. Quillen 1970 , Teorema 5.3 
  11. Quillen 1970 , Teorema 5.4 
  12. Quillen 1970 , Corolario 6.14 
  13. "Sección 91.14 (08SH): El complejo cotangente de una intersección completa local—El proyecto Stacks" . stacks.math.columbia.edu . Consultado el 21 de septiembre de 2022 .
  14. Mathew, Akhil (2022-03-02). "Algunos avances recientes en homología de Hochschild topológica". Bull. London Math. Soc . 54 (1). Prop. 3.5. arXiv : 2101.00668 . doi : 10.1112/blms.12558 . S2CID 230435604 . 
  15. Lichtenbaum–Schlessinger 1967, Corolario 3.2.2.
  16. Quillen 1970, Conjetura 5.7.
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  18. Briggs, Benjamin; Iyengar, Srikanth (2022). "Propiedades de rigidez del complejo cotangente" . Journal of the American Mathematical Society . 36 : 291–310 . arXiv : 2010.13314 . doi : 10.1090/jams/1000 . ISSN 0894-0347 . S2CID 225070623 .  
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Referencias

Aplicaciones

  • https://mathoverflow.net/questions/372128/what-is-the-cotangent-complex-good-for

Generalizaciones

  • El complejo cotangente logarítmico
  • El complejo cotangente y los espectros de Thom

Referencias

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