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:

  1. 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 \(G \cdot x\)\(X\) 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。
  2. 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 \(G \cdot x\)\(X\) 中闭合,且 \(G\)\(x\) 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。
  3. 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 \(\lambda\)\(\mu(x, \lambda) \leq 0\),则半稳定;若严格小于零,则稳定。
  4. 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)。
  5. 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。

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: 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。 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。 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。 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)。 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。