复射影空间
复射影空间 (complex projective space)是实射影空间概念的推广。若Cm+1是m+1维复矢量空间,在Cm+1\{0}的元素间定义如下等价关系:(z0,z1,…,zm)~(ω0,ω1,…,ωm)当且仅当存在非零复数λ,使得(z0,z1,…,zm)=λ(ω0,ω1,…,ωm),则商空间(Cm+1\{0})/~上可引入自然的复流形结构成为m维复流形。称此空间为m维复射影空间。
基本信息
- 中文名
复射影空间
- 外文名
complex projective space
- 领域
数学
- 性质
实射影空间概念的推广
- 分类
一维、多维
- 空间
复欧几里得空间
概念
复射影空间是实射影空间的推广,即复欧氏空间添加无穷远点构成的空间。添加了无穷远点的复平面称为一维复射影空间,记为CP1,推广到n维,便得到n维复射影空间,它具体构作如下:给定n+1维复欧氏空间Cn+1,考虑子集合Cn+1\{0}。在其中引进等价关系如下:如果对Cn+1\{0}中的点(z1,z2,…,zn+1)和(w1,w2,…,wn+1),存在非零复数ρ,使得:
则称此两点互相等价,于是Cn+1\{0}成为等价类之并集,含代表元素z=(z1,z2,…,zn+1)的等价类为:
所有等价类构成之集合记为CPn,称为n维复射影空间。
在n维复射影空间CP中取出以点(z1,z2,…,zn,1)为代表元素的等价类,这些等价类构成CPn中的子集,其中每个点:
对应C中的点(z1,z2,…,zn),这是到C上的一一对应.将看做和C等同,在这个意义下,C⊂CP,而CP\C中的点称为C的无穷远点。所以n维复射影空间是由n维复欧氏空间添加无穷远点而成。
利用Cn+1\{0}到CPn之自然投影映射:
用Cn+1\{0}之欧氏拓扑结构,在CP中可引进关于σ的商拓扑,于是CP为紧复流形。
射影空间
射影空间是整体几何最基本的研究对象之一。射影空间的概念最初产生于古典射影几何。对于射影定理中的奇异情形(即有些直线相互平行的情形),为方便起见引入无穷远点的概念,即规定平面上每条直线上有一个无穷远点,两条直线平行就是相交于无穷远点,所有无穷远点组成一条无穷远直线。这种构造方法还可以推广到高维空间,建立n维(实)射影空间PR。在n维射影空间中常采用齐次坐标(X0∶X1∶…∶Xn),其中X0,X1,…,Xn不全为0;若a≠0,则(aX0∶aX1∶…∶aXn)与(X0∶X1∶…∶Xn)表示同一个点。因此n维(实)射影空间同构于(R-{0})/R.进一步的研究表明PR是紧致解析流形。若令Ui(0≤i≤n)为PR中坐标Xi≠0的点全体,则UiR,且U0,U1,…,Un组成PR的一个开覆盖。上述构造方法可以推广到任意体K上,建立K上的n维射影空间PK.在概形理论中,还将射影空间建立在整数环Z上,即建立射影概形PZ。由此对任意概形X可以建立PX,它是X和PZ(在Spec Z上)的纤维积。特别地,若X=Spec K(K为域),则PX=PK。
由于射影空间的性质非常丰富难以全面列举,仅举数例如下:
1.PR同胚于圆,PC可看做添上无穷远点的复平面,同胚于球面。
2.PR是单侧曲面,可以同胚地嵌入四维空间R,但不能同胚地嵌入三维空间R,PC是代数极小曲面。
3.PC是克勒流形,它的闭解析子空间都是代数的。
4.对任意域k,Pk是齐性空间,其切丛由整体向量场生成,其自同构群为射影群PSL(n+1,k),其皮卡群Pic(Pk)Z。