Arakelov不等式是Arakelov理论中的重要不等式。原始的不等式没有上述不等式那么精确,而是如下表达形式:
定义
χ_f\u003c(g-q_f)(b-1+s/2).
这里q_f=q(X)-b, q(X)=h^1(O_X)是曲面非正则性。
这一不等式也可以改进为:
χ_f\u003c(g-q_f)(b-1+r/2).
这里r是奇异雅可比纤维的个数。所谓奇异雅可比纤维就是指其组合结构所对应的对偶图含有圈。显然r≦s.
值得注意的是,此处纤维化是半稳定纤维化 这一条件较为重要。如果不是奇异纤维不是半稳定纤维,那么不等式需要改为:
χ_f\u003c(g-q_f)(b-1+r).
注记:上述这些形式并非原始的Arakelov不等式,见下述背景介绍。
背景
χ_f\u003cg(b-1+s/2).
建立这一不等式的初衷是为了给出算术代数几何中的高度不等式。所谓高度不等式,在经典
代数几何理论--特别是代数曲面理论-中,相当于Vojta不等式(也就是典范类不等式)这一类型的不等式。
曲面情形的Arakelov不等式目前的改进形式,来自于谈胜利、左康和E.Viehweg的合作工作。事实上,这一不等式可以写为一个精确的等式,其误差部分,与Hodge数h^{1,1}(X)的估计有关。
推广
Arakelov不等式高维情形的深刻推广来自于左康和E. Viehweg的著名工作。设f:X→C是一般纤维为n维
代数簇的纤维化, C是亏格b的底曲线,奇异纤维个数s。由多重典范线性系|νK_{X}|诱导的关于f的正向层记为E. 设F是E的秩为k的子层。那么我们有
如果考虑曲面情形,那么这一不等式的极限情形蕴含了典范类不等式,而后者又等价于开曲面情形的宫冈-丘不等式。反过来,典范类不等式结合肖刚不等式 可以推出原始的Arakelov不等式。
应用
考虑曲面情形。设f:X→C是半稳定的亏格g纤维化, 底曲线是射影直线P^1(也就是亏格0的代数曲线,或者也可看成扩充复平面)。那么我们得到如下结论:
(1) f至少有4条奇异雅可比纤维,因此也就至少有4条奇异纤维;
(2) 如果恰好有4条奇异雅可比纤维,那么曲面亏格p_g(X)=0, 非正则性q(X)≦1.
进一步还可以得到精确的充要条件,这里限于篇幅,不再详细叙述。
一个曲面纤维化如果只有两条奇异纤维,且底曲线是射影直线,那么由上述推论可知,该纤维化必为isotrivial纤维化。
参考资料
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