미분기하학 에서, 리 준군 (Lie準群, 영어 : Lie groupoid )은 대상과 사상의 공간이 각각 매끄러운 다양체 를 이루는 준군 이다. (이산) 준군과 리 군 의 공통적인 일반화이다.
리 준군 은 매끄러운 다양체 의 범주 속의 준군 대상이다. 즉, 구체적으로 다음과 같은 데이터로 주어진다.
매끄러운 다양체
X
0
{\displaystyle X_{0}}
,
X
1
{\displaystyle X_{1}}
매끄러운 함수
dom
:
X
1
→
X
0
{\displaystyle \operatorname {dom} \colon X_{1}\to X_{0}}
,
codom
:
X
1
→
X
0
{\displaystyle \operatorname {codom} \colon X_{1}\to X_{0}}
. 이들은 사상의 정의역 과 공역 을 나타낸다.
사상의 합성
{
(
f
,
g
)
∈
X
1
×
X
1
:
codom
f
=
dom
g
}
→
X
1
{\displaystyle \{(f,g)\in X_{1}\times X_{1}\colon \operatorname {codom} f=\operatorname {dom} g\}\to X_{1}}
매끄러운 함수
id
:
X
0
→
X
1
{\displaystyle \operatorname {id} \colon X_{0}\to X_{1}}
. 이는 항등 사상 을 나타낸다.
이 데이터는 준군의 공리들을 만족시켜야 한다.
마찬가지로, 리 2-준군 (영어 : Lie 2-groupoid ), 리 3-준군 (영어 : Lie 3-groupoid ) 등등을 정의할 수 있다. 예를 들어, 리 2-준군은 2-범주 가운데, 모든 1-사상과 2-사상이 가역원을 가지며, 또한 0-사상, 1-사상, 2-사상들이 각각 매끄러운 다양체
X
0
{\displaystyle X_{0}}
,
X
1
{\displaystyle X_{1}}
,
X
2
{\displaystyle X_{2}}
를 이루며, 정의에 등장하는 모든 사상들이 매끄러운 함수 가 되는 경우이다.
분류 공간
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리 군
G
{\displaystyle G}
이 주어졌다고 하자. 그렇다면, 이를 하나의 대상만을 갖는 자명한 준군으로 여길 수 있으며, 이는 리 준군을 이룬다. 이를
G
{\displaystyle G}
와 구별하기 위하여
B
(
G
)
{\displaystyle \operatorname {B} (G)}
로 쓴다. (이에 대응하는 슈발레-에일렌베르크 대수 를 설리번 대수 로 여기면, 이에 대응하는 위상 공간 은
G
{\displaystyle G}
의 분류 공간 이다.)
만약
G
{\displaystyle G}
가 아벨 리 군일 때는, 마찬가지로
B
2
(
G
)
=
B
(
B
(
G
)
)
{\displaystyle \operatorname {B} ^{2}(G)=\operatorname {B} (\operatorname {B} (G))}
,
B
3
(
G
)
=
B
(
B
(
B
(
G
)
)
)
{\displaystyle \operatorname {B} ^{3}(G)=\operatorname {B} (\operatorname {B} (\operatorname {B} (G)))}
등등을 정의할 수 있다. 즉,
B
k
(
G
)
{\displaystyle \operatorname {B} ^{k}(G)}
는 하나의 0-사상, 1-사상, ……, 하나의
k
−
2
{\displaystyle k-2}
-사상을 가지며, 그
(
k
−
1
)
{\displaystyle (k-1)}
-사상의 매끄러운 다양체 는
G
{\displaystyle G}
이다.
만약
G
{\displaystyle G}
가 아벨 군 이 아니라면, 고차에서의 구성에서, 수평 합성이 수직 합성과 아래와 같이 가환해야 한다는 조건이 성립하지 못한다.
=
=
∘
0
{\displaystyle \circ _{0}}
∘
1
{\displaystyle \circ _{1}}
체흐 준군
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매끄러운 다양체
X
{\displaystyle X}
의 열린 덮개
U
=
(
U
i
)
i
∈
I
{\displaystyle {\mathcal {U}}=(U_{i})_{i\in I}}
가 주어졌다고 하자. 그렇다면,
U
{\displaystyle {\mathcal {U}}}
의 체흐 준군 (영어 : Čech groupoid )
C
ˇ
(
U
)
{\displaystyle \operatorname {\check {C}} ({\mathcal {U}})}
은 다음과 같은 리 준군이다.
C
ˇ
(
U
)
{\displaystyle \operatorname {\check {C}} ({\mathcal {U}})}
의 대상들의 매끄러운 다양체 는
⨆
i
∈
I
U
i
{\displaystyle \textstyle \bigsqcup _{i\in I}U_{i}}
이다. 즉, 그 대상은
x
∈
U
i
{\displaystyle x\in U_{i}}
가 되는 순서쌍
(
x
,
U
i
)
{\displaystyle (x,U_{i})}
이다.
C
ˇ
(
U
)
{\displaystyle \operatorname {\check {C}} ({\mathcal {U}})}
의 사상들의 매끄러운 다양체는
⨆
i
,
j
∈
I
U
i
∩
U
j
{\displaystyle \textstyle \bigsqcup _{i,j\in I}U_{i}\cap U_{j}}
이다. 즉, 사상
(
x
,
U
i
)
→
(
x
,
U
j
)
{\displaystyle (x,U_{i})\to (x,U_{j})}
은 순서쌍
(
x
,
U
i
,
U
j
)
{\displaystyle (x,U_{i},U_{j})}
이다.
두 사상의 합성은 단순히
(
x
,
U
j
,
U
k
)
∘
(
x
,
U
i
,
U
j
)
=
(
x
,
U
i
,
U
k
)
{\displaystyle (x,U_{j},U_{k})\circ (x,U_{i},U_{j})=(x,U_{i},U_{k})}
이다.
항등 사상 은 단순히
(
x
,
U
i
,
U
i
)
{\displaystyle (x,U_{i},U_{i})}
의 꼴의 사상이다.
그렇다면, 다음과 같은 함자 가 존재한다.
C
ˇ
(
U
)
→
X
{\displaystyle \operatorname {\check {C}} ({\mathcal {U}})\to X}
(
x
,
U
i
)
↦
x
{\displaystyle (x,U_{i})\mapsto x}
(
x
,
U
i
,
U
j
)
↦
id
x
{\displaystyle (x,U_{i},U_{j})\mapsto \operatorname {id} _{x}}
(이 함자의 공역 은 모든 사상이 항등 사상 인 자명한 리 준군이다.)
보다 일반적으로, 임의의 양의 정수
n
{\displaystyle n}
에 대하여, 체흐
n
{\displaystyle n}
-준군을 정의할 수 있다. 이 경우,
k
{\displaystyle k}
-사상의 매끄러운 다양체는
⨆
i
1
,
…
,
i
k
∈
I
U
i
1
∩
⋯
∩
U
i
k
{\displaystyle \bigsqcup _{i_{1},\dotsc ,i_{k}\in I}U_{i_{1}}\cap \dotsb \cap U_{i_{k}}}
이다.
순서쌍 리 군
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임의의 매끄러운 다양체
M
{\displaystyle M}
에 대하여, 다음과 같은 순서쌍 리 준군 (영어 : pair Lie groupoid )을 정의할 수 있다.
그 대상(0-사상)의 매끄러운 다양체는
M
{\displaystyle M}
이다.
1-사상의 매끄러운 다양체는
M
×
M
{\displaystyle M\times M}
이다.
1-사상
(
x
,
y
)
{\displaystyle (x,y)}
,
(
y
,
z
)
{\displaystyle (y,z)}
의 합성은
(
x
,
z
)
{\displaystyle (x,z)}
이다.
이에 대응하는 리 준대수 는
M
{\displaystyle M}
위의 벡터장 들의 리 준대수
T
M
{\displaystyle \mathrm {T} M}
이다.
참고 문헌
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외부 링크
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