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关于层的直和与直积

(2024-12-08 13:04:41)
标签:

代数几何

拓扑学

层论

抽象代数

strongart

分类: Strongart的数学笔记
    考虑拓扑空间X上的Abel群层,约定:X是局部连通的Hausdorff空间。

     对任何一点x∈X,可定义其上的摩天大楼层F_(x)为:对任何X的开子集U,
            F_(x)(U)= Z,若x∈U;
            F_(x)(U)= 0,否则。
 考虑X上的一列层F_i,定义其直和为:对任何X的开子集U,
              (ΣF_i)(U)= Sh(U→ ΣF_i(U))
这里Sh表示层化函子,Σ表示直和。
     其言外之意就是,一般层的直和可能只是预层,下面我们看具体例子。
       取X=R,F_k = F_(k),k∈Z是一列摩天大楼层,那么其直和就不是层:对任何X的开子集U,则 ΣF_i(U)是Z∩U上的紧支函数。事实上,对U=R,我们有:
               (ΣF_i)(R)= Sh(C_c(Z→Z))= C(Z→Z)= ΠZ ≠ ΣZ = ΣF_i(R)
这说明直和层的整体截面不等于各层整体截面的直和。
   
      对于层F_i的直积,可以直接定义为:对任何X的开子集U,
                 (ΠF_i)(U)= Π F_i(U)
它直接就是层,但可能会不保持茎。
      取X=[0,1] , F_k = Z_[0,1/k)是[0,1/k)上常值层的零扩张。对任何X的开子集U=[0,1/n),有
                (F_i)(U)= Z,若k ≤ n;
                   (F_i)(U)= 0,若k>n.
 因此,                  
                (ΠF_i)(U)= Z^n
故它在原点的茎:
                 (ΠF_i)_0 = colim Z^n = ΣZ ≠ ΠZ = Π(F_i)_0.

      层作为预层的直和可能不是层,主要是因为直和相当于紧支函数,它在非紧空间内不能粘合,类似的例子还有层的张量积;层的直积可能不保持茎,主要是直积缺少有限性条件约束,可能不与正向极限交换。类似的例子还有层的Hom. 这两个反例可以参见【2】.

     扩展阅读:
     【1】Bredon G E. Sheaf theory[M]. Springer Science & Business Media, 2012. (拓扑空间上的层论参考书,内容非常丰富)
    【2】Banagl M. Topological invariants of stratified spaces[M]. Springer Science & Business Media, 2007. (分层空间理论的参考书,自带简明层论导引)
     【3】MATHEW A. Verdier duality[J]. Unpublsihed, on webpage at http://math. uchicago. edu/~ amathew/verd. pdf, 2011. (处理Verdier对偶的讲义,包含层的整体截面与直和不交换的例子)
    

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