Введение к работе
Актуальность темы. Хорошо известно, что проблема классификации орбит произвольного линейного представления алгебраической группы в общем случае, на данном этапе развития математики, неразрешима, то есть не имеет решения, которое можно описать за разумное время. Поэтому решение данной проблемы идет путем выделения классов действий, для которых это возможно, так как они обладают так называемыми хорошими свойствами. Примерами хороших свойств является конечность числа орбит, а также конечность числа орбит, имеющих в своем замыкании ноль. Если рассмотреть естественные действия прямых произведений GLni(C) х х GLnr(C) полных линейных групп на тензорных произведениях Cni (8)--- (8>СПг соответствующих векторных пространств, то используя, например, работу Каца г можно определить, список наборов (пі,... , nr), для которых эти действия будут иметь конечное число орбит. Это лишь следующие наборы с точностью до перестановки чисел в каждом из них: (п), (п}т)} (2, 2,п), (2,3,п).
История исследований естественных действий GL2(C) х GLm(C) х GLn(C) в С2 (8) Ст Сп восходит к классической теории Кронекера-Вейерштрасса 2, где определены критерии GLTO(C) х GLn(([^-эквивалентности элементов пространства С2 Ст Сп, которые называются пучками матриц.
Однако исследование действий алгебраических групп не ограничивается только классификацией орбит. Для многих приложений необходимо еще знать, как устроены замыкания орбит, то есть знать цепочки вырождений орбит.
Для естественных действий групп GLm(C) х GLn(C) в пространствах С2 Ст Сп более чем через сто лет после классификации орбит Pokrzywa 3 и, независимо от него, Hinrichsen и O'Halloran 4 получили критерии принадлежности одной орбиты к замыканию другой.
Кас V. G. Some remarks on nilpotent orbits. J. Algebra-1980-64, p. 190-213. Гантмахер Ф. P. Теория матриц. M.: Наука, 1966.
Pokrzywa A. On Perturbations and the Equivalence Orbit of a Matrix Репсі. Lin. Alg. Appl., 82:99-121, 1986.
Hinrichsen D., O'Halloran J. Orbit closures of singular matrix pencils. Journal of Pure and Applied Algebra 81 (1992) p. 117-137.
В истории похожих исследований следует отметить работы Нур-миева ' и Первушина ' ' , где они решили задачи классификации инвариантов, орбит и замыканий орбит для естественных представлений групп, соответственно, 5Хз(С) х 5Хз(С) х 5Хз(С) в С3 С3 Ст Сп.
Важно здесь отметить метод 10'11>12) позволяющий во многих "хо-роших"случаях эффективно классифицировать орбиты и дающий, кроме этого, информацию о многих важных свойствах их геометрии.
Суть его состоит в том, что некоторые алгебраические группы можно интерпретировать как присоединенные группы полупростой градуированной алгебры Ли. Таким способом Винбергом и Элашви-ли была получена классификация тривекторов девятимерного пространства. В упомянутых выше работах Нурмиева и Первушина, также, в основном использовался данный метод. В диссертации данный метод используется при рассмотрении стандартного представления группы SL2(C) х SLz(C) х SL^(C).
Поскольку большинство методов теории инвариантов и классификации орбит "работают"только над алгебраически замкнутыми
Нурмиев А. Г. Орбиты и инварианты кубических матриц третьего порядка. Матем. сб. 2000, 191 ,5 с. 101-108
Нурмиев А. Г. Замыкания нильпотентных орбит кубических матриц порядка три. УМН, 2000, 55, 2(332), с. 143-144
>-7
Первушин Д. Д. Инварианты и орбиты стандартного (SL4(C) xSL^C) xSL^C))-модуля. Изв. РАН. Сер. матем., 2000, 64:5, с. 133-146
Первушин Д. Д. О примыканиях нильпотентных орбит пучков матриц четвертого порядка. Изв. РАН. Сер. матем., 2002, 66:5, с. 183-192
Pervouchine D. D. Invariants and orbits of square matrix pencils. Депонент ВИНИТИ РАН № 446-B2002, Март 12, 2002
Винберг Э. Б. Классификация однородных нильпотентных элементов полупростой градуированной алгебры Ли. Труды семинара по векторному и тензорному анализу, 1979, выпуск 19, с. 155-177
Винберг Э. Б., Попов В. Л. Теория инвариантов. Итоги науки и техники, современные проблемы математики, фундаментальные направления, том 55, 1989, с. 137-315
Винберг Э. Б. Группа Вейля градуированной алгебры Ли. Изв. АН СССР. Сер. матем.
1976. Т. 40. №3. С. 489-525
і ч
Винберг Э.Б., Элашвили А. Г. Классификация тривекторов 9-мерного пространства.
Труды семинара по векторному и тензорному анализу. М.: Изд-воМГУ, 1978. Вып. 18. № 2.
С. 197-233
полями, то встает вопрос: как классифицировать орбиты над произвольными полями? С развитием гомологической алгебры ответ на данный вопрос был сформулирован еще Серром и сводится к тому, что, если известна классификация орбит алгебраической группы над алгебраически замкнутым полем К, то при определенных условиях можно получить классификацию орбит над его подполем к, рассматривая некоторые множества одномерных когомологий групп Галуа расширений поля к.
Так классификация тривекторов 6-мерного пространства над произвольным полем была получена Revoy15 методом рассмотрения когомологий Галуа, также классификация тривекторов 8-мерного пространства над полем действительных чисел была получена Docovic16 с использованием метода когомологий Галуа.
Хотя данный метод на наш взгляд является чрезвычайно продуктивным, но надо сказать, что он используется редко для классификации орбит алгебраических групп над незамкнутыми полями.
В диссертации для любого алгебраически замкнутого поля К нулевой характеристики определяется список наборов (пі,..., nr), для которых естественные действия групп GLni(K) х х GLnr{K) в пространствах К711- -(%)КПг имеют лишь конечное число орбит. Это лишь следующие наборы с точностью до перестановки чисел в каждом из них: (п), (п}т)} (2,2,п), (2,3,п). Для действий, соответствующих всем таким нетривиальным наборам (2,2,п) и (2,3,п) классифицируются орбиты над любым полем нулевой характеристики и, в комплексном случае, описывается иерархия их замыканий. Причем классификация орбит проводится сначала над алгебраически замкнутым полем нулевой характеристики, а, затем, используя полученную классификацию, через рассмотрение когомологий Галуа, классифицируются орбиты над произвольным полем нулевой характеристики. Также, необходимо отметить, что случай вещественных чисел уже подробно рассмотрен Docovic и Tingley , где на основании опубликованных результатов автора диссертации, с привлечением различных дополнительных соображений и вычислений, но без
Серр Ж.-П. Когомологий Галуа. 1968, изд. Мир, Москва.
^Revoy Ph. Trivecteurs de rang 6. Bull. Soc. Math. France. Memoire 59 (1979). 131-155.
1 в
Docovic D. Z. Classification of trivectors of an eight-dimensional real vector space. Linear and
Multilinear Algebra, 1563-5139, Volume 13, Issue 1, 1983, Pages 3-39
Docovic D. Z., Tingley P. W. Natural group actions on tensor products of three real vector
spaces with finitely many orbits.. The Electronic Journal of Linear Algebra Society-2001, vol. 8,
pp. 60-82
использования когомологий Галуа, найдены представители орбит и описана иерархия замыканий орбит.
Дополнительно, в диссертации найдены образующие алгебры инвариантов и проведена классификация орбит для естественных действий групп SL2{K) х SL2{K) х SLn{K) и SL2{K) х SL3{K) х SLn{K) в соответствующих пространствах над алгебраически замкнутым полем.
Цель работы. Над алгебраически замкнутым полем К нулевой характеристики определить список наборов (ni,...,nr), для которых естественные действия групп GLni(K) х х GLnr{K) в пространствах К711 (8---8) КПт имеют лишь конечное число орбит. Во всех этих случаях провести классификацию орбит и описать иерархию их замыканий. В тех же случаях найти образующие алгебры инвариантов и провести классификацию орбит для действий групп SLni(K)x---xSLnr(K).
Используя полученные результаты для тех же наборов (ni,..., пг) классифицировать орбиты групп GLni (к) х х GLVr (к) в пространствах kni (8---8) кПг над произвольным полем к нулевой характеристики.
Научная новизна. Основные результаты диссертации являются новыми и состоят в следующем:
Для любого алгебраически замкнутого поля К нулевой характеристики определяется список наборов (ni,...,nr), для которых естественные действия групп GLni(K) х х GLnr{K) в пространствах КП1 <8)---<8) КПг имеют лишь конечное число орбит. Это лишь следующие наборы с точностью до перестановки чисел в каждом из них: (n), (n,m), (2,2, п), (2,3,п).
Над алгебраически замкнутым полем К нулевой характеристики классифицированы орбиты действий GL2(K) х GL2{K) х GLn(K) : K2(g)K2(g)KnHGL2(K)xGL3(K)xGLn(K) : К2К3Кп.
Для указанных выше действий описана иерархия замыканий орбит.
Описана алгебра инвариантов и орбиты действий SL2{K) х SL2(K) х SLn(K) :К2К2Кпк SL2(K) х SL3(K) х SLn(K) :
К2 К3 кп.
5. Проведена классификация орбит действий GL/2(k) х GL/2(k) х GLn(k) :к2к2кпк GL2(k) х GL^(k) х GLn(k) : к2
Методы исследования. В диссертации применяются методы теории линейных алгебраических групп, в частности, теория инвариантов и теория градуированных алгебр Ли, теория Кронекера-Вейерштрасса пучков матриц, методы гомологической алгебры.
Теоретическая и практическая ценность. Работа носит теоретический характер. Ее результаты и методы могут быть использованы в различных вопросах теории групп Ли и алгебраических групп, теории инвариантов и их приложений.
Апробация диссертации. Результаты диссертации неоднократно докладывались и обсуждались на научно-исследовательском семинаре механико-математического факультета МГУ "Группы Ли и теория инвариантов "под руководством Э. Б. Винберга и В. Л. Они-щика в 1996-1999 годах, а также на международной конференции в университете Лейпцига "100 лет после Софуса Ли"в июле 1999 года.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 3 работах автора (2 из них в журналах из списка ВАК), список которых приведен в конце автореферата [1, 2, 3].
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав (первая глава включает 4 параграфа) и списка литературы из 23 наименований. Общий объем диссертации составляет 74 страницы.
