CCG 07-02:全纯 1-形式与 canonical divisor

本页只解决一个问题

为什么f(z)dzf(z)dz 比普通函数更适合跨坐标积分,其零点总数受什么控制?

本页是原长篇讲义的单概念版本。第一次阅读只追踪本页定义的对象;看见未掌握的前置符号时,先沿链接退回,不要跳过定义硬背结论。

开始前

4. 全纯 1-形式

在局部复坐标中,全纯 1-形式写成

ω=fα(zα)dzα,\omega=f_\alpha(z_\alpha)dz_\alpha,

其中fαf_\alpha 全纯。换坐标zβ=zβ(zα)z_\beta=z_\beta(z_\alpha) 时

fα(zα)=fβ(zβ)dzβdzα.f_\alpha(z_\alpha) =f_\beta(z_\beta) \frac{dz_\beta}{dz_\alpha}.

所以ω\omega 作为整体不依赖坐标。

全纯 1-形式空间记为H0(M,K)H^0(M,K),其中KK 是 canonical bundle。对亏格gg 的紧致黎曼面:

dim⁡CH0(M,K)=g.\boxed{\dim_{\mathbb C}H^0(M,K)=g.}

4.1 与调和 1-形式的关系

若α\alpha 是实调和 1-形式,在二维中定义

ω=α+i⋆α.\omega=\alpha+i\star\alpha.

则ω\omega 是全纯 1-形式(符号依复结构约定可能为α−i⋆α\alpha-i\star\alpha)。反过来,全纯 1-形式的实部和虚部都是调和 1-形式。

实调和空间维数2g2g,复全纯 1-形式空间维数gg,两者完全吻合。

5. 零点与 canonical divisor

非零全纯 1-形式的零点总阶数为

∑pord⁡p(ω)=2g−2.\sum_p\operatorname{ord}_p(\omega)=2g-2.

这个除子称为 canonical divisorKK,其次数

deg⁡K=2g−2.\deg K=2g-2.

例子:

  • 球面g=0g=0:不存在非零全纯 1-形式;
  • 环面g=1g=1:dzdz 无零点;
  • g≥2g\ge2:任意全纯 1-形式必须有总阶数2g−22g-2 的零点。

这些零点会成为参数化中的锥奇点和 foliation 的临界点。

读完必须能回答

  1. 不看公式,用自己的话回答开头的核心问题。
  2. 指出本页最重要公式中每个符号的类型:标量、向量、矩阵、映射还是集合。
  3. 找出定理成立所需的假设,并举一个删除某条假设后可能失败的例子。
  4. 对最小例子手算一遍;若本页含代码,再比较手算与程序输出。

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