3차원 공간 속의 완비기
대수기하학 에서, 기 (旗, 영어 : flag 플래그[* ] )는 벡터 공간 속의 부분 벡터 공간들로 구성된 여과 이다.
정의
체
K
{\displaystyle K}
위의 벡터 공간
V
{\displaystyle V}
가 주어졌다고 하자. 그렇다면,
V
{\displaystyle V}
속의 기 는 다음과 같은 데이터로 주어진다.
{
0
}
=
V
0
⊊ ⊊ -->
V
1
⊊ ⊊ -->
V
2
⊊ ⊊ -->
⋯ ⋯ -->
⊊ ⊊ -->
V
k
=
V
{\displaystyle \{0\}=V_{0}\subsetneq V_{1}\subsetneq V_{2}\subsetneq \cdots \subsetneq V_{k}=V}
여기서 각
V
i
{\displaystyle V_{i}}
는
V
{\displaystyle V}
의 부분
K
{\displaystyle K}
-벡터 공간이다. 즉,
V
{\displaystyle V}
의 부분 벡터 공간들에 대한 특별한 여과 이다.
만약
V
=
K
n
{\displaystyle V=K^{n}}
가 유한 차원 벡터 공간일 때, 길이가
n
{\displaystyle n}
인 기를 완비기 (完備旗, 영어 : complete flag )라고 한다.
V
=
K
n
{\displaystyle V=K^{n}}
속의, 차원들이
(
d
0
=
0
d
1
,
d
2
,
… … -->
,
d
k
=
n
)
{\displaystyle (d_{0}=0d_{1},d_{2},\dots ,d_{k}=n)}
인 기들의 모듈라이 공간
Flag
-->
(
d
1
,
… … -->
,
d
k
− − -->
1
,
d
k
;
K
)
{\displaystyle \operatorname {Flag} (d_{1},\dotsc ,d_{k-1},d_{k};K)}
을 기 대수다양체 (旗代數多樣體, 영어 : flag variety )라고 한다. 이는
K
{\displaystyle K}
-사영 대수다양체 를 이룬다.
성질
K
{\displaystyle K}
-벡터 공간
V
{\displaystyle V}
의
k
{\displaystyle k}
개 성분의 기
(
V
i
)
0
≤ ≤ -->
i
≤ ≤ -->
k
{\displaystyle (V_{i})_{0\leq i\leq k}}
들의 공간
Flag
-->
(
k
;
V
)
{\displaystyle \operatorname {Flag} (k;V)}
위에는 일반 선형군
GL
-->
(
V
)
{\displaystyle \operatorname {GL} (V)}
가 다음과 같이 작용한다.
g
⋅ ⋅ -->
(
V
i
)
0
≤ ≤ -->
i
≤ ≤ -->
k
=
(
g
V
i
)
0
≤ ≤ -->
i
≤ ≤ -->
k
{\displaystyle g\cdot (V_{i})_{0\leq i\leq k}=(gV_{i})_{0\leq i\leq k}}
이 작용에 대한 안정자군 을 기
(
V
i
)
0
≤ ≤ -->
i
≤ ≤ -->
k
{\displaystyle (V_{i})_{0\leq i\leq k}}
의 안정자군 이라고 한다.
유한 차원 벡터 공간
V
=
K
n
{\displaystyle V=K^{n}}
속의 기의 안정자군은 일반 선형군
GL
-->
(
V
)
{\displaystyle \operatorname {GL} (V)}
의 포물형 부분군 이며, 완비기의 안정자군은
GL
-->
(
V
)
{\displaystyle \operatorname {GL} (V)}
의 보렐 부분군 이다.
예
유한 차원
K
{\displaystyle K}
-벡터 공간
V
=
K
n
{\displaystyle V=K^{n}}
의 기저
(
v
1
,
… … -->
,
v
n
)
{\displaystyle (v_{1},\dotsc ,v_{n})}
를 잡고, 표준기 (標準旗, 영어 : standard flag )
V
i
=
Span
K
-->
{
v
1
,
… … -->
,
v
i
}
{\displaystyle V_{i}=\operatorname {Span} _{K}\{v_{1},\dotsc ,v_{i}\}}
를 생각하자. 그렇다면, 그 안정자군은 다음과 같이 가역 상삼각 행렬 들로 구성된다.
M
=
(
m
11
m
12
⋯ ⋯ -->
m
n
,
n
− − -->
1
m
n
,
n
0
m
22
⋯ ⋯ -->
m
2
,
n
− − -->
1
m
2
,
n
⋮ ⋮ -->
⋱ ⋱ -->
⋮ ⋮ -->
⋮ ⋮ -->
0
m
n
− − -->
1
,
n
− − -->
1
m
n
− − -->
1
,
n
0
0
⋯ ⋯ -->
0
m
n
n
)
(
m
i
i
≠ ≠ -->
0
∀ ∀ -->
i
=
1
,
… … -->
,
n
)
{\displaystyle M={\begin{pmatrix}m_{11}&m_{12}&\dotsm &m_{n,n-1}&m_{n,n}\\0&m_{22}&\dotsm &m_{2,n-1}&m_{2,n}\\\vdots &&\ddots &\vdots &\vdots \\0&&&m_{n-1,n-1}&m_{n-1,n}\\0&0&\dotsm &0&m_{nn}\end{pmatrix}}\qquad (m_{ii}\neq 0\forall i=1,\dotsc ,n)}
역사
R
3
{\displaystyle \mathbb {R} ^{3}}
속의 완비기는 깃발이 달린 깃대로 형상화된다. 이 경우, 깃봉(그림의 황색 장식) · 깃대 · 깃발은 기의 성분에 해당한다.
“기”(프랑스어 : drapeau 드라포[* ] )라는 용어는 이미 1955년에 아르망 보렐 이 사용하였다.[ 1] :234, §5.1
“기”라는 단어의 어원은 다음과 같다.
V
=
R
3
{\displaystyle V=\mathbb {R} ^{3}}
속의 완비기는 원점(0차원 공간) · 직선(1차원 공간) · 평면(2차원 공간) · 3차원 공간으로 구성된다.
3차원 공간 속에, 깃대에 달려 있는, 빳빳한 깃발을 생각하자. 그렇다면, 이로부터 다음과 같은 기를 정의할 수 있다.
원점은 깃봉(깃대의 끝의 장식)이다.
직선은 깃대를 연장하여 얻는 직선이다.
평면은 깃발을 연장하여 얻는 평면이다.
3차원 공간은 공간 전체이다.
이에 따라,
R
3
{\displaystyle \mathbb {R} ^{3}}
속의 완비기는 깃발이 달린 깃대로 형상화될 수 있다.
같이 보기
참고 문헌
외부 링크