■ヒルツェブルフの符号数定理とベルヌーイ数(その7)

 特性類について聞きかじったことをまとめておきたい.

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[1]K種数

 有理数係数の形式的ベキ級数

  K(t)=1+λ1t+λ2t^2+・・・λnt^n+・・・

が与えられると,K(t)に属する乗法的列{Kn(p1,・・・,pn)}が一意存在することが知られている.乗法的列ではK(ab)=K(a)K(b)が満たされる.

 このとき4n次多様体に対して,K種数

  K[M^4n]=<Kn(p1,・・・,pn),[M^4n]>=Q

が定義される.ただし,

  pi=H^4i(M^4n,Z)はポントリャーギン類

  [M^4n]=H4i(M^4n,Z)=Zは基本ホモロジー類

  <,>はクロネッカー積

  K1(p1)=λ1p1

  K2(p1,p2)=λ2p1^2+(λ1^2−2λ2)p2

  K3(p1,p2,p3)=λ3p1^3+(λ1λ2−3λ3)p1p2+(λ1^3−3λ1λ2+3λ3)p3

が定まる.

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[2]L種数

  L(t)=(√x)/tanh(√x)=1+x/3−x^2/45+2x^3/945−・・・+(−1)^n-12^2nBnx^n/(2n)!+・・・

  L0=1

  L1=1/3p1

  L2=1/45(7p2−p1^2)

  L3=1/945(62p3−13p2p1+2p1^3)

  L4=1/14157(381p4−71p3p1−19p2^2+22p2p1^2−3p1^4)

と,Ln=Ln(p1,・・・,pn)が定まる.

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[3]ヒルツェブルフの符号数定理

  L[M^4n]=σ(M^4n)

というのがヒルツェブルフの符号数定理であるが,L種数は定義から一般に有理数であるが,符号数は整数であるから,有理数の1次結合がことごとく整数になるという驚くべき定理なのである.

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