代数簇的稳定性
字数 1144 2025-10-30 17:43:44
代数簇的稳定性
代数簇的稳定性是几何不变量理论(GIT)中的核心概念,用于研究群作用下的商空间构造。以下从基础概念逐步展开:
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群作用与轨道
- 设代数群 \(G\)(如 \(\mathrm{GL}(n)\))作用在代数簇 \(X\) 上。对于点 \(x \in X\),其轨道 \(G \cdot x\) 是 \(X\) 的子集。稳定性问题关注轨道的几何性质,例如是否闭合、是否存在极限点。
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不稳定点与稳定性定义
- 若存在点 \(y \notin G \cdot x\) 使得 \(y \in \overline{G \cdot x}\)(轨道的闭包),则 \(x\) 称为不稳定点。这类点的轨道闭包包含其他轨道,导致商空间 \(X/G\) 的几何结构不分离。
- 稳定点:若轨道 \(G \cdot x\) 在 \(X\) 中闭合,且 \(G\) 在 \(x\) 处的稳定子群有限。此时轨道在商空间中对应良定的点。
- 半稳定点:若轨道闭包 \(\overline{G \cdot x}\) 不包含不稳定点(即零元轨道)。半稳定点允许非闭合轨道,但可通过商空间构造分离。
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数值判据:Hilbert-Mumford准则
- 通过单参数子群 \(\lambda: \mathbb{G}_m \to G\) 检验稳定性。对点 \(x\),若对所有非平凡 \(\lambda\),极限 \(\lim_{t \to 0} \lambda(t) \cdot x\) 存在且不在 \(G \cdot x\) 中,则 \(x\) 不稳定。
- 具体地,若存在 \(\lambda\) 使得 \(\mu(x, \lambda) > 0\)(其中 \(\mu\) 是Mumford权),则 \(x\) 不稳定;若对所有 \(\lambda\) 有 \(\mu(x, \lambda) \leq 0\),则半稳定;若严格小于零,则稳定。
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几何应用:模空间的构造
- 稳定性是构造模空间(如向量丛模空间)的关键。通过剔除不稳定点,商空间 \(X^{\mathrm{ss}}/G\) 成为拟射影簇,其点对应几何对象的等价类(如稳定向量丛)。
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推广:多项式不变性与GIT商
- 利用 \(G\) 不变的多项式函数区分轨道,半稳定点恰好可由某个不变多项式非零区分。GIT商 \(X/\!/G\) 定义为仿射商 \(\mathrm{Spec}(k[X]^G)\) 在半稳定点集上的限制,保证商空间的紧致性与分离性。
通过这一框架,稳定性将代数群作用下的轨道几何转化为可计算的数值条件,为模空间理论提供严密基础。