กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 12 นาที

สแต็กพีชคณิต

ในทางคณิตศาสตร์ สแต็กพีชคณิตเป็นการวางนัยทั่วไปอย่างกว้างขวางของปริภูมิพีชคณิตหรือสกีมซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาทฤษฎีโมดูลัส...

สแต็กพีชคณิต

ในทางคณิตศาสตร์ สแต็กพีชคณิตเป็นการวางนัยทั่วไปอย่างกว้างขวางของปริภูมิพีชคณิตหรือสกีมซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาทฤษฎีโมดูลัส ปริภูมิโมดูลัสจำนวนมากถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคเฉพาะของสแต็กพีชคณิต เช่นทฤษฎีบทการแทนของ Artinซึ่งใช้ในการสร้างปริภูมิโมดูลัสของเส้นโค้งพีชคณิตแบบมีจุด และสแต็กโมดูลัสของเส้นโค้งวงรี เดิมที Alexander Grothendieck [ 1 ]ได้นำเสนอเทคนิคนี้เพื่อติดตามออโตมอร์ฟิซึมบนปริภูมิโมดูลัส ซึ่งเป็นเทคนิคที่ช่วยให้สามารถปฏิบัติต่อปริภูมิโมดูลัสเหล่านี้ราวกับว่าสกีมหรือปริภูมิพีชคณิตพื้นฐานของพวกมันเรียบ หลังจากที่ Grothendieck พัฒนาทฤษฎีทั่วไปของการลงมา [ 2 ]และGiraudพัฒนาทฤษฎีทั่วไปของแต็ [ 3 ]แนวคิดของสแต็กพีชคณิตก็ถูกกำหนดโดยMichael Artin [ 4 ]

คำนิยาม

แรงจูงใจ

หนึ่งในตัวอย่างที่กระตุ้นให้เกิดการใช้สแต็กเชิงพีชคณิตคือการพิจารณาแผนผังกรุปอยด์ เหนือแผนผังที่กำหนดไว้เช่น ถ้า(โดยที่คือแผนผังกลุ่มของรากที่เอกภาพ ) คือแผนที่การฉายภาพ และคือการกระทำของกลุ่ม

และเป็นแผนที่การคูณ

จากนั้น เมื่อกำหนด-scheme แล้ว groupoid scheme จะก่อให้เกิด groupoid (โดยที่คือฟังก์ชันที่เกี่ยวข้อง) ยิ่งไปกว่านั้น การสร้างนี้เป็นฟังก์ชันบน ก่อให้เกิด 2-functorแบบ contravariant

หมวดหมู่ 2ของหมวดหมู่ขนาดเล็กอยู่ที่ไหนอีกวิธีหนึ่งในการมองสิ่งนี้คือหมวดหมู่ไฟเบอร์ผ่านการสร้าง Grothendieckการได้รับเงื่อนไขทางเทคนิคที่ถูกต้อง เช่นโทโพโลยี Grothendieckบนจะให้คำจำกัดความของสแต็กพีชคณิต ตัวอย่างเช่น ในกรุปอยด์ที่เกี่ยวข้องของจุด - สำหรับฟิลด์เหนือวัตถุต้นกำเนิดจะมีกรุปอยด์ของออโตมอร์ฟิซึม อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้สแต็กพีชคณิตจากและไม่ใช่แค่สแต็ก จะต้องมีสมมติฐานทางเทคนิคเพิ่มเติมสำหรับ[ 5 ]

สแต็กพีชคณิต

ปรากฏว่าการใช้โทโพโลยี fppf [ 6 ] (แบนราบอย่างซื่อสัตย์และมีการนำเสนอจำกัดในระดับท้องถิ่น ) บนซึ่งแสดงด้วยเป็นพื้นฐานสำหรับการกำหนดสแต็กพีชคณิต จากนั้นสแต็กพีชคณิต[ 7 ]ก็เป็นหมวดหมู่ไฟเบอร์

โดยที่

  1. เป็นหมวดหมู่ที่มีโครงสร้างเป็นกรุปอยด์หมายความว่าหมวดหมู่ระดับบนสำหรับบางหมวด หมู่ เป็นกรุปอยด์
  2. แผนที่แนวทแยงของหมวดหมู่ที่มีเส้นใยสามารถแสดงได้ในรูปของปริภูมิพีชคณิต
  3. มีโครงร่างและ 1-มอร์ฟิซึมที่เกี่ยวข้องของหมวดหมู่ไฟเบอร์ซึ่งเป็นการส่งแบบทั่วถึงและเรียบเรียกว่าแอตลา

คำอธิบายเกี่ยวกับเงื่อนไขทางเทคนิค

โดยใช้โทโพโลยี fppf

ก่อนอื่นเลย มีการใช้โทโพโลยี fppf เนื่องจากมีพฤติกรรมที่ดีเมื่อพิจารณาถึงการสืบเนื่องตัวอย่างเช่น หากมีสคีมและสามารถปรับปรุงให้เป็นการครอบคลุม fppf ของหากเป็นแบบแบน ประเภทจำกัดเฉพาะที่ หรือการนำเสนอจำกัดเฉพาะที่ ก็จะมีคุณสมบัตินี้[ 8 ]แนวคิดประเภทนี้สามารถขยายเพิ่มเติมได้โดยพิจารณาคุณสมบัติเฉพาะที่อยู่บนเป้าหมายหรือแหล่งที่มาของมอร์ฟิซึมสำหรับการครอบคลุมเรากล่าวว่าคุณสมบัติเป็นแบบเฉพาะที่บนแหล่งที่มาหาก

จะมีก็ต่อเมื่อแต่ละอย่างมีเท่านั้น

มีแนวคิดที่คล้ายคลึงกันบนเป้าหมายที่เรียกว่า " ตำแหน่งเฉพาะที่บนเป้าหมาย"ซึ่งหมายความว่าเมื่อมีการกำหนดขอบเขตแล้ว

จะมีก็ต่อเมื่อแต่ละอย่างมีเท่านั้น

สำหรับโทโพโลยี fppf การมีอิมเมอร์ชันเป็นคุณสมบัติเฉพาะที่เป้าหมาย[ 9 ]นอกจากคุณสมบัติก่อนหน้านี้ที่เป็นคุณสมบัติเฉพาะที่แหล่งกำเนิดสำหรับโทโพโลยี fppf แล้วการเปิดสากลยังเป็นคุณสมบัติเฉพาะที่แหล่งกำเนิดอีกด้วย[ 10 ]นอกจากนี้ การเป็นโนเธอร์เรียนเฉพาะที่และจาคอบสันยังเป็นคุณสมบัติเฉพาะที่แหล่งกำเนิดและเป้าหมายสำหรับโทโพโลยี fppf [ 11 ]สิ่งนี้ไม่เป็นจริงในโทโพโลยี fpqc ทำให้มันไม่ "ดี" เท่าในแง่ของคุณสมบัติทางเทคนิค แม้ว่าจะเป็นเช่นนั้น การใช้สแต็กพีชคณิตเหนือโทโพโลยี fpqc ก็ยังคงมีประโยชน์ เช่น ในทฤษฎีโฮโมโทปีโครมา ติก นี่เป็นเพราะสแต็กโมดูลัสของกฎกลุ่มอย่างเป็นทางการเป็นสแต็กพีชคณิต fpqc [ 12 ]หน้า 40

เส้นทแยงมุมที่แสดงได้

ตามคำจำกัดความ 1-มอร์ฟิซึมของหมวดหมู่ไฟเบอร์ในกรุปอยด์สามารถแสดงแทนด้วยปริภูมิพีชคณิต[ 13 ]หากสำหรับมอร์ฟิซึม fppf ใดๆของสกีมและ 1-มอร์ฟิซึมใดๆหมวดหมู่ไฟเบอร์ที่เกี่ยวข้องในกรุปอยด์

สามารถแสดงเป็นปริภูมิพีชคณิตได้[ 14 ] [ 15 ] หมายความว่ามีปริภูมิพีชคณิตอยู่

โดยที่หมวดหมู่ไฟเบอร์ที่เกี่ยวข้อง[ 16 ]เทียบเท่ากับมีเงื่อนไขที่เทียบเท่ากันหลายประการสำหรับการแสดงแทนของเส้นทแยงมุม[ 17 ]ซึ่งช่วยให้เข้าใจเงื่อนไขทางเทคนิคนี้ได้ง่ายขึ้น แต่แรงจูงใจหลักประการหนึ่งคือ: สำหรับแผนผังและวัตถุชีฟสามารถแสดงแทนได้เป็นปริภูมิพีชคณิต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กลุ่มรักษาเสถียรภาพสำหรับจุดใดๆ บนสแต็กสามารถแสดงแทนได้เป็นปริภูมิพีชคณิต ความเทียบเท่าที่สำคัญอีกประการหนึ่งของการมีเส้นทแยงมุมที่แสดงแทนได้คือเงื่อนไขทางเทคนิคที่ว่าจุดตัดของปริภูมิพีชคณิตสองปริภูมิใดๆ ในสแต็กพีชคณิตเป็นปริภูมิพีชคณิต ปรับปรุงใหม่โดยใช้ผลคูณไฟเบอร์

ความสามารถในการแสดงแทนของแนวทแยงเทียบเท่ากับความสามารถในการแสดงแทนสำหรับปริภูมิพีชคณิตนี่เป็นเพราะมอร์ฟิซึมที่กำหนดจากปริภูมิพีชคณิตจะขยายไปยังแผนที่จากแผนที่แนวทแยง มีข้อความที่คล้ายกันสำหรับปริภูมิพีชคณิตซึ่งให้ความสามารถในการแสดงแทนของชีฟบนเป็นปริภูมิพีชคณิต[ 18 ]

โปรดทราบว่าเงื่อนไขที่คล้ายคลึงกันของการแสดงแทนของแนวทแยงมุมใช้ได้กับสูตรบางอย่างของสแต็กที่สูงกว่า[ 19 ]โดยที่ผลคูณไฟเบอร์เป็นสแต็ก - สำหรับสแต็ก-

แผนที่พื้นผิวเรียบและครอบคลุม

2-โยเนดะเลมมา

การมีอยู่ของโครงร่างและ 1-มอร์ฟิซึมของหมวดหมู่ไฟเบอร์ซึ่งเป็นการส่งแบบทั่วถึงและเรียบขึ้นอยู่กับการกำหนดมอร์ฟิซึมที่เรียบและทั่วถึงของหมวดหมู่ไฟเบอร์ นี่คือสแต็กพีชคณิตจาก ฟังก์ชันตัวแทน บนที่ได้รับการอัปเกรดเป็นหมวดหมู่ไฟเบอร์ในกรุปอยด์ซึ่งหมวดหมู่มีเพียงมอร์ฟิซึมที่ไม่สำคัญเท่านั้น นี่หมายถึงเซต

ถือเป็นหมวดหมู่หนึ่ง ซึ่งแสดงด้วยสัญลักษณ์ โดยมีวัตถุใน หมวดหมู่นั้น เป็นมอร์ฟิซึม

และมอร์ฟิซึมคือมอร์ฟิซึมเอกลักษณ์ ดังนั้น

เป็น 2-ฟังก์ชันของกรุปอยด์ การแสดงให้เห็นว่า 2-ฟังก์ชันนี้เป็นชีฟคือเนื้อหาของเลมมา 2-โยเนดะการใช้โครงสร้างโกรเทนดีค จะมีหมวดหมู่ที่เกี่ยวข้องซึ่งมีไฟเบอร์ในกรุปอยด์ซึ่งแสดงด้วย

มอร์ฟิซึมที่แสดงแทนได้ของหมวดหมู่ที่เชื่อมโยงกันในกลุ่มย่อย

ในการกล่าวว่ามอร์ฟิซึมนี้เรียบหรือครอบคลุม เราต้องแนะนำมอร์ฟิซึมที่สามารถแสดงแทนได้[ 20 ]มอร์ฟิซึมของหมวดหมู่ที่มีไฟเบอร์ในกลุ่มย่อยเหนือจะเรียกว่าสามารถแสดงแทนได้หากกำหนดวัตถุในและวัตถุที่เป็นผล คูณ ไฟเบอร์2

สามารถแสดงได้ด้วยโครงร่าง จากนั้น เราสามารถกล่าวได้ว่ามอร์ฟิซึมของหมวดหมู่ที่มีไฟเบอร์ในกรุปอยด์นั้นเรียบและเป็นการส่งแบบทั่วถึงหากมอร์ฟิซึมที่เกี่ยวข้อง

ของแผนการนั้นราบเรียบและเป็นฟังก์ชันทั่วถึง

กองซ้อน Deligne–Mumford

สแต็กเชิงพีชคณิต หรือที่รู้จักกันในชื่อสแต็กอาร์ตินตามคำนิยามแล้วจะมีแอตลาสแบบเรียบและทั่วถึงโดยที่คือสแต็กที่เกี่ยวข้องกับสกีมบางอย่าง ยิ่งไปกว่านั้น ถ้าแอตลาสเป็นแบบเอทาลแล้วจะเรียกว่าสแต็กเดลิญ-มัมฟอร์ด คลาสย่อยของสแต็กเดลิญ-มัมฟอร์ดมีประโยชน์เพราะให้การตั้งค่าที่ถูกต้องสำหรับสแต็กธรรมชาติหลายอย่างที่พิจารณา เช่นสแต็กโมดูลัสของเส้นโค้งเชิงพีชคณิตนอกจากนี้ สแต็กเหล่านี้ยังมีความเข้มงวดมากพอที่วัตถุที่แสดงโดยจุดในสแต็กเดลิญ-มัมฟอร์ดจะไม่มีออโตมอร์ฟิซึมแบบอนันต์นี่เป็นสิ่งสำคัญมากเพราะออโตมอร์ฟิซึมแบบอนันต์ทำให้การศึกษาทฤษฎีการเปลี่ยนรูปของสแต็กอาร์ตินทำได้ยากมาก ตัวอย่างเช่น ทฤษฎีการเปลี่ยนรูปของสแต็กอาร์ติน ซึ่งเป็นสแต็กโมดูลัสของเวกเตอร์บันเดิลอันดับ มีออโตมอร์ฟิซึมแบบอนันต์ที่ถูกควบคุมบางส่วนโดยพีชคณิตลีสิ่งนี้ส่งผลให้เกิดลำดับการเปลี่ยนแปลงและการกีดขวางที่ไม่มีที่สิ้นสุดโดยทั่วไป ซึ่งเป็นหนึ่งในแรงจูงใจในการศึกษาโมดูลัสของบันเดิลเสถียรเฉพาะในกรณีพิเศษของทฤษฎีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงของบันเดิลเส้นตรงเท่านั้นที่ทฤษฎีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงสามารถจัดการได้ เนื่องจากพีชคณิตลีที่เกี่ยวข้องเป็นแบบอาเบเลียน

โปรดทราบว่าสแต็กจำนวนมากไม่สามารถแสดงได้อย่างเป็นธรรมชาติในรูปของสแต็ก Deligne-Mumford เนื่องจากสแต็กดังกล่าวอนุญาตเฉพาะการปกคลุมแบบจำกัด หรือสแต็กเชิงพีชคณิตที่มีการปกคลุมแบบจำกัดเท่านั้น โปรดทราบว่าเนื่องจากการปกคลุม Etale ทุกแบบเป็นแบบแบนและมีการนำเสนอแบบจำกัดในระดับท้องถิ่น สแต็กเชิงพีชคณิตที่กำหนดด้วยโทโพโลยี fppf จึงครอบคลุมทฤษฎีนี้ แต่ทฤษฎีนี้ก็ยังคงมีประโยชน์เนื่องจากสแต็กจำนวนมากที่พบในธรรมชาติมีรูปแบบนี้ เช่นโมดูลัสของเส้นโค้ง นอกจากนี้ อนาล็อกเชิงเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ของสแต็กดังกล่าวเรียกว่าออร์บิโฟลด์เงื่อนไข Etale บ่งบอกถึง 2-ฟังก์ชันเตอร์

การส่งแบบแผนไปยังกรุปอยด์ของ-torsorsนั้นสามารถแสดงได้ในรูปของสแต็กเหนือโทโพโลยี Etale แต่สแต็ก Picard ของ-torsors (เทียบเท่ากับหมวดหมู่ของมัดเส้น) นั้นไม่สามารถแสดงได้ สแต็กในรูปแบบนี้สามารถแสดงได้ในรูปของสแต็กเหนือโทโพโลยี fppf อีกเหตุผลหนึ่งที่ควรพิจารณาโทโพโลยี fppf เทียบกับโทโพโลยี Etale คือลักษณะเฉพาะ ของ ลำดับKummer

มีความแม่นยำเฉพาะในฐานะลำดับของชีฟ fppf เท่านั้น แต่ไม่ใช่ในฐานะลำดับของชีฟ etale

การกำหนดสแต็กพีชคณิตบนโทโพโลยีอื่นๆ

การใช้โทโพโลยี Grothendieck อื่นๆทำให้เกิดทฤษฎีทางเลือกของสแต็กพีชคณิต ซึ่งอาจไม่ทั่วไปเพียงพอ หรือไม่ทำงานได้ดีในแง่ของการแลกเปลี่ยนคุณสมบัติจากฐานของคลุมไปยังปริภูมิทั้งหมดของคลุม เป็นประโยชน์ที่จะระลึกว่ามีลำดับชั้นของการวางนัยทั่วไปดังต่อไปนี้

ของโทโพโลยีขนาดใหญ่บน.

โครงสร้างชีท

ชีฟโครงสร้างของสแต็กพีชคณิตคือวัตถุที่ดึงกลับจากชีฟโครงสร้างสากลบนไซต์[ 21 ]ชีฟโครงสร้างสากลนี้ [ 22 ] ถูกกำหนดเป็น

และโครงสร้างที่เกี่ยวข้องบนหมวดหมู่ที่เชื่อมโยงกันในกลุ่มย่อย

ถูกกำหนดให้เป็น

โดยที่มาจากแผนที่ของโทโพโลยี Grothendieck โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หมายความว่าถ้าอยู่เหนือดังนั้นแล้วเพื่อตรวจสอบความถูกต้อง ควรเปรียบเทียบสิ่งนี้กับหมวดหมู่ที่มีไฟเบอร์ในกลุ่มย่อยที่มาจาก-scheme สำหรับโทโพโลยีต่างๆ[ 23 ]ตัวอย่างเช่น ถ้า

เป็นหมวดหมู่ที่มีเส้นใยในกรุปอยด์เหนือโครงสร้างชีฟสำหรับสับสกีมแบบเปิดให้

ดังนั้นคำจำกัดความนี้จึงคืนค่าชีฟโครงสร้างแบบคลาสสิกบนสกีม ยิ่งไปกว่านั้น สำหรับสแต็กผลหาร ชีฟโครงสร้างนี้จะให้เฉพาะส่วนที่ไม่เปลี่ยนแปลง เท่านั้น

สำหรับใน. [ 24 ] [ 25 ]

ตัวอย่าง

การจำแนกประเภทกองซ้อน

สแต็กจำแนกประเภทจำนวนมากสำหรับกลุ่มพีชคณิตเป็นสแต็กพีชคณิต ในความเป็นจริง สำหรับปริภูมิกลุ่มพีชคณิตเหนือสกีมซึ่งแบนราบของการนำเสนอแบบจำกัด สแต็กจะเป็นพีชคณิต[ 4 ]ทฤษฎีบท 6.1

ดูเพิ่มเติม

สัจพจน์ของอาร์ติน

  • https://stacks.math.columbia.edu/tag/07SZ - ดูที่หัวข้อ "สัจพจน์" และ "สแต็กพีชคณิต"
  • การแปลงเป็นพีชคณิตของอาร์ตินและสแต็กผลหาร - จาร็อด อัลเปอร์

เอกสาร

  • Alper, Jarod (2009). "คู่มือเอกสารเกี่ยวกับสแต็กพีชคณิต" (PDF) . S2CID  51803452.เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 2020-02-13.
  • Hall, Jack; Rydh, David (2014). "The Hilbert stack" . Advances in Mathematics . 253 : 194– 233. arXiv : 1011.5484 . doi : 10.1016/j.aim.2013.12.002 . S2CID  55936583 .
  • Behrend, Kai A. (2003). "Derived ℓ-Adic Categories for Algebraic Stacks" (PDF) . Memoirs of the American Mathematical Society . 163 (774): 1– 93. doi : 10.1090/memo/0774 . ISBN 978-1-4704-0372-0.

แอปพลิเคชัน

  • Lafforgue, Vincent (2014). "บทนำสู่ chtoucas สำหรับกลุ่มลดรูปและการกำหนดพารามิเตอร์ Langlands ทั่วโลก" arXiv : 1404.6416 [ math.AG ]
  • ดีลีญ, พี. ; Rapoport, M. (1973) "เลส์ เชมาส เดอ โมดุลส์ เดอ กูร์บส์ เอลลิปติกส์" ฟังก์ชันโมดูลาร์ของหนึ่งตัวแปร II หมายเหตุการบรรยายทางคณิตศาสตร์ ฉบับที่ 349. หน้า  143– 316. ดอย : 10.1007/978-3-540-37855-6_4 . ไอเอสบีเอ็น 978-3-540-06558-6.
  • Knudsen, Finn F. (1983). "ความเป็นโปรเจคทีฟของปริภูมิโมดูลัสของเส้นโค้งเสถียร, II: สแต็ก" . Mathematica Scandinavica . 52 : 161. doi : 10.7146/math.scand.a-12001 .
  • Jiang, Yunfeng (2019). "เกี่ยวกับการสร้างโมดูลัสสแต็กของบันเดิลฮิกส์เชิงโปรเจกทีฟเหนือพื้นผิว". arXiv : 1911.00250 [ math.AG ].

อื่น

  • ตัวอย่างของสแต็ก
  • หมายเหตุเกี่ยวกับโทโพโลยีของ Grothendieck หมวดหมู่แบบไฟเบอร์ และทฤษฎีการสืบเชื้อสาย
  • หมายเหตุเกี่ยวกับสแต็กพีชคณิต
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Algebraic_stack&oldid=1354525767 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สแต็กพีชคณิต

ในทางคณิตศาสตร์ สแต็กพีชคณิตเป็นการวางนัยทั่วไปอย่างกว้างขวางของปริภูมิพีชคณิตหรือสกีมซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาทฤษฎีโมดูลัส...

แรงจูงใจ

หนึ่งในตัวอย่างที่กระตุ้นให้เกิดการใช้สแต็กเชิงพีชคณิตคือการพิจารณา แผนผังกรุปอยด์ เหนือแผนผังที่กำหนดไว้เช่น ถ้า(โดยที่คือ แผนผังกลุ่ม ของ รากที่เอกภาพ ) คือแผนที่การฉายภาพ และคือ การกระทำของกลุ่ม ( อาร์ , ยู , ส , ที , ม ) {\displaystyle (R,U,s,t,m)} เอส...

สแต็กพีชคณิต

ปรากฏว่าการใช้ โทโพโลยี fppf [ 6 ] (แบนราบอย่างซื่อสัตย์และ มีการนำเสนอจำกัดในระดับท้องถิ่น ) บนซึ่งแสดงด้วยเป็นพื้นฐานสำหรับการกำหนดสแต็กพีชคณิต จากนั้น สแต็กพีชคณิต [ 7 ] ก็เป็นหมวดหมู่ไฟเบอร์ ( เอส ค ชม.

กองซ้อน Deligne–Mumford

สแต็กเชิงพีชคณิต หรือที่รู้จักกันในชื่อ สแต็กอาร์ติน ตามคำนิยามแล้วจะมีแอตลาสแบบเรียบและทั่วถึงโดยที่คือสแต็กที่เกี่ยวข้องกับสกีมบางอย่าง ยิ่งไปกว่านั้น ถ้าแอตลาสเป็นแบบเอทาลแล้วจะเรียกว่า สแต็กเดลิญ-มัมฟอร์ ด...