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K3 surfaces with involutions

Local and global Torelli theorems for complex K3 surfaces, periods of K3 surfaces, non-symplectic holomorphic involutions, anti-holomorphic involutions, Hilbert schemes of K3 surfaces, Nikulin's lattice theory, lattice-polarized K3 surfaces. . .

[川又]p.64~


正規代数多様体 X の上で考える.

Xの余次元1の部分多様体(既約)をXの素因子という.

素因子D_iたちの整数係数1次結合Dを(ヴェイユ)因子(divisor)という.

閉集合∪D_i を因子Dの台(support)という.

すべての係数が≧0のとき,effective divisor という.

X上の因子全体のなす加法群を Z^1(X) で表す.


X上の有理関数に対し,p.65のように,因子が定義できる.これを主因子という.

2つの因子D, D' に対し,D-D' が主因子になるとき,DとD'は線形同値であるといい,D~D' とかく.


因子Dが局所的に定義方程式をもつとき,カルティエ因子であるという.

カルティエ因子のなすZ^1(X)の部分群を Div(X) とかく.


●滑らかな代数多様体上では,すべての因子は,カルティエ因子になる.


カルティエ因子にassociateされた可逆層 O_X(D) を,p.65 のように定義.


effictive Cartier divisor D に対しては,O_X(-D) は連接イデアル層になり,

対応する閉部分スキームを D と同一視する.


定理1.9.5

正規代数多様体Xを与える.

カルティエ因子に可逆層を対応させる(上述)写像は,群としての同型写像

         Div(X)/~  →  Pic(X)

を誘導する.


定義

カルティエ因子が豊富(非常に豊富)であるとは,

それにassociateされた可逆層が豊富(非常に豊富)なること.


X が滑らかなとき,associateされた可逆層が標準層と同型であるようなカルティエ因子を標準因子と呼ぶ.

これは,主因子だけの不確定性があるが,すべて,K_X と表すのが習慣.



正規な射影的代数多様体 X と,その上のカルティエ因子 D に対し,

Dに線形同値なeffecive divisorの全体を |D| とおき,これを,Dの完備線形系という.


線形系とは・・・  部分空間のとき (see p.68)


dim H^0(X, O_X(D)) = r+1 のとき,|D|はP^rと同一視できる.(定理1.9.10より)


定理1.9.12

線形系Λに対し,

射 Φ_Λ : X → P(V)

が存在して,

Λ = {(Φ_Λ)^*H ; Hは超平面}

となる.


(証明は,定理1.7.28 より)


とくに,Λ=|D| (完備線形系) の場合は,Φ_D とかく.



射影空間の部分多様体 X ⊂ P^N で,どんな超平面にも含まれないものを考える.

このとき,

    { H ∩ X ; H は P~Nの超平面 }

は,非常に豊富な線形系と呼ばれる.


射影的代数多様体 X 上の自由な線形系は,

 X からある射影空間への射(正則射とは限らぬ・・・)による非常に豊富な線形系の引き戻しになる.


[川又]p.49~


代数的スキームX上の連接層(→p.33)F と,

F(X) (=Γ(X,F)) (=大域切断たち)の有限次元線形部分空間 V が自然に定める準同型 V \otimes_C O_X → F全射になるとき,

F は V で生成されるという.


とくに,V=F(X) のとき,F 大域切断で生成される(または,自由(free)である)という.


◎非常に豊富なinvertibe sheaf は大域切断で生成される!


代数的スキームX とその上のinvertible sheaf L を与える.

Lは,Γ(X,L)の有限次元線形部分空間 V で生成されると仮定する.

このとき,射

Φ_V : X → P(V)

が存在して,L=Φ_V^* O_{P(V)}(1) となる.(定理1.7.28


定理1.7.28の証明の概略: 感じをつかむために,閉点の写像としてのΦ_Vの定義を述べると,以下のとおりである: Vの基底をとる.Xの閉点Pに対し,Pでのそれらの値はすべて同時に0になることはないので,それらの比をとると,P^rへの写像ができる.)


特に,V=L(X) (大域切断で生成される)の場合,Φ_VをΦ_L で表す.


◎非常に豊富なinvertibe sheaf L は大域切断で生成されるので,

Φ_L が存在する.

制限 O_{P^n}(1) \otimes_{O_{P^n}} O_X を O_X(1) で表す.


スキーム X 上の可逆層 L は,

ある閉部分スキームとしての埋め込み X ⊂ P^n が存在して,

O_X(1)と同型となるとき,非常に豊富(very ample)であるという.

また,適当な正の数mが存在して L~{\otimes m} が非常に豊富となるとき,

豊富(ample)であるという.


射影的多様体と豊富な可逆層の組(X, L)を偏極多様体(polarized variety)という.


[川又]より


スキームXに対して,構造層の有限個または無限個の直和を自由層という.

局所自由層とは・・・  その階数とは・・・


(たとえば,滑らかな n次元代数多様体の接束は,階数 n の局所自由層.)


階数1の局所自由層を,可逆層(invertible sheaf)という.

可逆層と可逆層の O_X上のテンソル積はまた可逆層である.

これにより,可逆層の同型類全体は,アーベル群となる.単位元は,O_Xである.

この群を,X の Picard 群 といい,Pic(X) で表す.


Pic(X) は H^1(X, O^*_X) と同型.



代数多様体上の階数有限の局所自由層は,ベクトル束とみなせる.

(可逆層は,直線束)



F. Hirzebruch著 Topological Methods in Algebraic Geometry, Springer, 1966.


日本語訳:

ヒルツェブルフ 『代数幾何における位相的方法』 (竹内勝訳), 吉岡書店, 1970.


層(sheaf)の定義など.

指数定理の発展の歴史がおもしろい.

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層については,

一松,『多変数解析函数論』, 培風館, 1960 にもある.

  Chowの定理についても.

  解析空間についても.





メモ


 中岡稔 位相幾何学 -ホモロジー論- (共立出版)のp.140の「標準直線束」は,

Grifiths-Harrisでは,「universal line bundle」と呼ばれています.

代数幾何学(Grifiths-Harrisなど参照)での「canonical line bundle」のことではない.


Grifiths-Harris, "Principles of Algebraic Geometry"

      complex line bundleとそのfirst Chern class

      divisor定めるcomplex line bundle

      sectionが定めるcomplex line bundle


必要な知識


実ベクトル空間の複素構造   (松島など)

概複素構造,概複素多様体 

複素多様体


正則写像,反正則写像 (松島,Griffiths-Harrisなど)


エルミート計量   (松島,  秋月「調和積分論」)

ケーラー計量,ケーラー多様体

Fubini-Study計量



層の理論  (ヒルツェブルフ著「代数幾何における位相的方法」)

        (Grifiths-Harris など)

層のコホモロジー


de Rham cohomology, de Rham の定理
(p,q)型の複素数値C^∞級微分形式,

Dolbeault cohomology

コンパクトケーラー多様体のHodge分解


複素解析族,複素構造の変形

   (小平邦彦 複素多様体論 I (岩波講座基礎数学))

   ([BHPV])


松島与三著「多様体入門」

この本は,「(微分可能)多様体の入門」という題名ですが,複素構造などについても詳しく書かれています.

この本で勉強できる内容:

p次線型形式の定義から始まり,p次微分形式,

微分形式の外積,p.115の脚注に注意

微分形式の積分,多様体の向き付け可能性

 

複素多様体,正則写像,エルミート計量,ケーラー計量

「2n次元実ベクトル空間 W」 の複素構造 I

     W^C =W^+ + W^-

     (正則型) (反正則型)

     W^C上の r次交代形式で,(p,q)型のもの.

「実2n次元多様体」の概複素構造 J

 

多様体(概複素構造を持つと は限らない)上のC^∞級複素微分形式 (p.139)

概複素多様体上の(p,q)型複素微分形式

ωが複素多様体上のp次正則微分形式であるとは,ωが(p,0)型複素微分形式であって,

ωの「複素局所座標系(z^1,・・・, z^n)に関する成分」がすべて(z^1,・・・, z^n)の正則関数であること.

 

V.M. Kharlamovの論文


Maximal number of components of the fourth degree in RP^3,
Funkt. Anal. Prilozhen., {\bf 6--4} (1972), 101.

Funct. Anal. Appl., {\bf 6} (1972), 345--346.

 

 

 

New conguruences for the Euler characteristic of real algebraic varieties,

Funkt. Anal. Prilozhen., {\bf 7--2} (1973), 74--78.

Funct. Anal. Appl., {\bf 7} (1973), 147--150.

 


The generalized Petrovskii inequality,
Funkt. Anal. Prilozhen.,{\bf 8--2} (1974), 50--56.
Funct. Anal. Appl., {\bf 8} (1974), 132--137.

 

 


Additional congruences for the Euler characteristic of real algebraic manifolds of even dimensions,
Funkt. Anal. Prilozhen.,{\bf 9--2} (1975), 51--60.
Funct. Anal. Appl., {\bf 9} (1975), 134--141.

 

 


A generalized Petrovskii inequality II,
Funkt. Anal. Prilozhen., {\bf 9--3} (1975), 93--94.
Funct. Anal. Appl., {\bf 9} (1975), 266--268.

 

 


The topological type of nonsingular surfaces in RP^3 of degree four,
Funkt. Anal. Prilozhen., {\bf 10--4} (1976), 55--68.
Funct. Anal. Appl., {\bf 10} (1976), 295--305.

 

 


Isotopy types of nonsingular surfaces of fourth dgree in RP^3,
Funkt. Anal. Prilozhen.,{\bf 12--1} (1978), 86--87.
Funct. Anal. Appl., {\bf 12} (1978), 68--69.

 

 


Rigid isotopic clasification of real planer curves of degree 5,
Funkt. Anal. Prilozhen., {\bf 15--1} (1981), 88--89.
Funct. Anal. Appl., {\bf 15} (1981), 73--74.

 

 


Real algebraic surfaces,
Amer. Math. Soc. Transl., (2) {\bf 117} (1981), 15--21.

 

 


Classification of nonsingular surfaces of degree 4 in RP^3 with respect to rigid isotopies,
Funkt. Anal. Prilozhen., {\bf 18--1} (1984), 49--56.
Funct. Anal. Appl., {\bf 18} (1984), 39--45.