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Eine Spektralsequenz 1 2 oder Spektralfolge 3 ist ein Grenzwertprozess zur Berechnung von Homologiegruppen im mathematischen Teilgebiet der homologischen Algebra Nach J F Adams sind Spektralsequenzen wie exakte Sequenzen nur komplizierter Wie fur exakte Sequenzen gelte auch fur Spektralsequenzen sie bieten keine Erfolgsgarantie sind aber trotzdem in den Handen der Fachleute haufig ein effektives Werkzeug 4 Die Grundidee geht auf eine 1946 von Leray veroffentlichte Forschungsankundigung zur kohomologischen Untersuchung einer Garbe zuruck Bereits 1947 hatte Koszul mit Hilfe eines Hinweises von Cartan das Spektralsequenz Kalkul in der heutigen Form abstrahiert so dass auch Leray in der vollstandigen Version seiner Arbeit Koszuls Formalismus verwendete 5 Inhaltsverzeichnis 1 Formale Definition 1 1 Definition 1 2 Bigraduierte Spektralsequenz 1 3 Homologische Spektralsequenz 1 4 Spektralsequenz eines Kettenkomplexes 2 Visualisierung 3 Eigenschaften 3 1 Kategorische Eigenschaften 3 2 Multiplikative Struktur 4 Konvergenz 4 1 Zykel und Rander 4 2 Konvergenz 4 3 Weitere Konvergenzbegriffe 5 Allgemeine Konstruktionsmethoden 5 1 Exaktes Paar 5 1 1 Anwendung 5 2 Filtrierter Kettenkomplex 5 2 1 Konstruktion 5 2 2 Anwendung 5 3 Doppelkomplex 6 Beispiele 6 1 Erster Quadrant Spektralsequenz 6 1 1 Funfterm exakte Sequenz 6 2 Leray Serre Spektralsequenz 6 3 Grothendieck Spektralsequenz 6 4 Lyndon Hochschild Serre Spektralsequenz 6 5 Atiyah Hirzebruch Spektralsequenz 7 Weitere wichtige Spektralsequenzen 7 1 Topologie und Geometrie 7 2 Homotopietheorie 7 3 Algebra 7 4 Komplexe und algebraische Geometrie 8 Literatur 8 1 Weblinks 9 EinzelnachweiseFormale Definition BearbeitenDefinition Bearbeiten Es sei A displaystyle mathcal A nbsp eine abelsche Kategorie beispielsweise die Kategorie der Moduln uber einem Ring und es sei r 0 displaystyle r 0 nbsp eine nicht negative ganze Zahl Eine kohomologische Spektralsequenz ist eine Sequenz E r d r r r 0 displaystyle E r d r r geq r 0 nbsp von Objekten E r displaystyle E r nbsp mit Endomorphismen d r E r E r displaystyle d r E r to E r nbsp sodass fur jedes r r 0 displaystyle r geq r 0 nbsp gilt d r d r 0 displaystyle d r circ d r 0 nbsp E r 1 H E r d r displaystyle E r 1 cong H E r d r nbsp die Homologie von E r displaystyle E r nbsp bezuglich d r displaystyle d r nbsp Die Isomorphismen werden oft weggelassen und man schreibt E r 1 H E r d r displaystyle E r 1 H E r d r nbsp Ein Objekt E r displaystyle E r nbsp wird auch als die r te Seite oder der r te Term bezeichnet ein Endomorphismus d r displaystyle d r nbsp wird Randoperator oder Differential genannt Bigraduierte Spektralsequenz Bearbeiten In der Realitat treten Spektralsequenzen meist in der Kategorie der bigraduierten Moduln uber einem Ring R auf das heisst jede Seite ist ein bigraduierter R Modul E r p q Z 2 E r p q textstyle E r bigoplus p q in mathbb Z 2 E r p q nbsp In diesem Fall ist eine kohomologische Spektralsequenz also eine Sequenz E r d r r r 0 displaystyle E r d r r geq r 0 nbsp von bigraduierten R Moduln E r p q p q displaystyle E r p q p q nbsp und fur jeden Modul die direkte Summe von Endomorphismen d r d r p q E r p q E r p r q r 1 p q Z 2 displaystyle d r d r p q E r p q to E r p r q r 1 p q in mathbb Z 2 nbsp vom Bigrad r 1 r displaystyle r 1 r nbsp sodass fur jedes r r 0 displaystyle r geq r 0 nbsp gilt d r p r q r 1 d r p q 0 displaystyle d r p r q r 1 circ d r p q 0 nbsp E r 1 H E r d r displaystyle E r 1 cong H E r d r nbsp Die hier verwendete Notation heisst Komplementargrad Manche Autoren schreiben stattdessen E r d q displaystyle E r d q nbsp wobei d p q displaystyle d p q nbsp der totale Grad ist In der nicht graduierten Situation ist r 0 displaystyle r 0 nbsp irrelevant im bigraduierten Fall ist r 0 displaystyle r 0 nbsp meist null eins oder zwei Homologische Spektralsequenz Bearbeiten Meist sind die Objekte E r r r 0 displaystyle E r r geq r 0 nbsp Kettenkomplexe die mit aufsteigender wie oben oder absteigender Indizierung auftreten konnen Im zweiten Fall erhalt man indem man E r p q displaystyle E r p q nbsp durch E p q r displaystyle E p q r nbsp und d r p q E r p q E r p r q r 1 displaystyle d r p q E r p q to E r p r q r 1 nbsp durch d p q r E p q r E p r q r 1 r displaystyle d p q r E p q r to E p r q r 1 r nbsp Bigrad r r 1 ersetzt analog die Definition einer homologische Spektralsequenz Spektralsequenz eines Kettenkomplexes Bearbeiten Das grundlegendste Beispiel im nicht graduierten Fall ist die abelsche Kategorie der Kettenkomplexe Ein Objekt C d displaystyle C bullet d nbsp hat ein naturliches Differential den Randoperator d displaystyle d nbsp Fur r 0 0 displaystyle r 0 0 nbsp ist die 0 te Seite E 0 C displaystyle E 0 C bullet nbsp der Komplex selbst Um das zweite Axiom der Definition zu erfullen muss das nachste Objekt die Homologie des Kettenkomplexes sein E 1 H C displaystyle E 1 H C bullet nbsp Da das einzige naturliche Differential auf diesem Komplex die Nullabbildung ist ist E 2 displaystyle E 2 nbsp erneut die Homologie des Komplexes usw das heisst E 1 E 2 E r displaystyle E 1 E 2 E r nbsp fur alle r 1 displaystyle r geq 1 nbsp und die Sequenz stabilisiert auf der ersten Seite Um mehr Informationen aus einer Spektralsequenz zu bekommen benotigen wir mehr Struktur auf den Objekten Visualisierung BearbeitenDie Definition der Spektralsequenz ist sehr abstrakt wir wollen die bigraduierte Situation visualisieren Man kann sich das Objekt E r p q Z 2 E r p q textstyle E r bigoplus p q in mathbb Z 2 E r p q nbsp als die r te Seite eines karierten Buches vorstellen an jedem Gitterpunkt p q displaystyle p q nbsp ist ein Objekt E r p q displaystyle E r p q nbsp Zwischen einigen Objekten gibt es Verbindungslinien die Differentiale Auf die r 1 te Seite umzublattern bedeutet Homologie zu bilden Das heisst die r 1 te Seite ist ein Subquotient der r ten Seite Die Differentiale andern ihre Richtung bei jedem Umblattern nbsp Vier Seiten einer kohomologischen SequenzDie roten Pfeile demonstrieren eine sogenannte Erster Quadrant Spektralsequenz bei der nur die Objekte im ersten Quadranten nicht null sind Der Bild oder der Urbildbereich aller Differentiale wird mit wachsendem r zum Nullobjekt siehe Beispiel unten Eigenschaften BearbeitenKategorische Eigenschaften Bearbeiten Die kohomologischen Spektralsequenzen bilden eine Kategorie Ein Morphismus f E E displaystyle f E to E nbsp ist hierbei eine Familie f r r r 0 displaystyle f r r geq r 0 nbsp von Abbildungen f r E r E r displaystyle f r E r to E r nbsp die mit den Differentialen und den Isomorphismen aus der Definition vertauschen f r d r d r f r displaystyle f r circ d r d r circ f r nbsp und f r 1 E r 1 f r 1 H E r H f r E r displaystyle f r 1 E r 1 f r 1 H E r H f r E r nbsp Im bigraduierten Fall sollen die Abbildungen ausserdem die Graduierung respektieren f r E r p q E r p q displaystyle f r E r p q subset E r p q nbsp Multiplikative Struktur Bearbeiten Die Kohomologiegruppe wird mit dem Cup Produkt zu einem Ring Wir wollen daher auch auf der Spektralsequenz eine multiplikative Struktur definieren Eine Spektralsequenz heisst multiplikativ oder Spektralring falls gilt i jede Seite ist eine bigraduierte Algebra wobei die Differentiale Antiderivationen von Grad 1 sind d h d a b d a b 1 deg a a d b textstyle d a cdot b da cdot b 1 deg a a cdot db nbsp ii die Multiplikation auf E r 1 displaystyle E r 1 nbsp ist durch diejenige auf E r displaystyle E r nbsp induziert Konvergenz BearbeitenZykel und Rander Bearbeiten Es sei eine Spektralsequenz E r r 1 displaystyle E r r geq 1 nbsp gegeben Da sie aus Subquotienten besteht induziert sie eine Sequenz von Subobjekten 0 B 0 B 1 B 2 Z 2 Z 1 Z 0 E 1 displaystyle 0 B 0 supset B 1 supset B 2 supset supset Z 2 supset Z 1 supset Z 0 E 1 nbsp mit E r Z r B r displaystyle E r Z r B r nbsp gegeben durch die folgende induktive Relation setze Z 0 E 1 displaystyle Z 0 colon E 1 nbsp B 0 0 displaystyle B 0 colon 0 nbsp Sind Z r displaystyle Z r nbsp und B r displaystyle B r nbsp schon definiert dann seien Z r 1 displaystyle Z r 1 nbsp and B r 1 displaystyle B r 1 nbsp die eindeutig bestimmten Objekte mit der Eigenschaft dass Z r 1 B r k e r d r E r E r displaystyle Z r 1 B r ker d r E r to E r nbsp und B r 1 B r i m d r E r E r displaystyle B r 1 B r im d r E r to E r nbsp Wir setzen Z r Z r displaystyle Z infty colon cap r Z r nbsp B r B r displaystyle B infty colon cup r B r nbsp und definieren den Grenzterm der Spektralsequenz als E Z B displaystyle E infty colon Z infty B infty nbsp falls er in der betrachteten Kategorie definiert ist Konvergenz Bearbeiten Eine Spektralsequenz konvergiert schwach falls es ein graduiertes Objekt H displaystyle H bullet nbsp gibt mit einer Filtrierung F H n displaystyle F bullet H n nbsp fur jedes n displaystyle n nbsp und fur jedes p displaystyle p nbsp einen Isomorphismus E p q F p H p q F p 1 H p q displaystyle E infty p q cong F p H p q F p 1 H p q nbsp in Symbolen E r p q H displaystyle E r p q Longrightarrow H bullet nbsp Wir sagen sie konvergiert gegen H displaystyle H bullet nbsp falls die Filterung F H n displaystyle F bullet H n nbsp Hausdorff ist das heisst p F p H 0 displaystyle cap p F p H bullet 0 nbsp In der Praxis bezieht man sich auf den wichtigsten Term der Sequenz welcher meist der erste oder der zweite ist und schreibt E 1 p q H displaystyle E 1 p q Longrightarrow H bullet nbsp oder E 2 p q H displaystyle E 2 p q Longrightarrow H bullet nbsp Weitere Konvergenzbegriffe Bearbeiten Im englischsprachigen Raum liest man die Wendung a spectral sequence abuts falls fur jedes Tupel p q displaystyle p q nbsp ein r p q displaystyle r p q nbsp existiert sodass fur alle r r p q displaystyle r geq r p q nbsp gilt E r p q E r p q p q displaystyle E r p q E r p q p q nbsp Die Seite E E r p q displaystyle E infty E r p q nbsp ist wieder der Grenzterm Die Spektralsequenz ist regular oder degeneriert bei r 0 displaystyle mathbf r 0 nbsp wenn d r displaystyle d r nbsp verschwindet fur alle r r 0 displaystyle r geq r 0 nbsp Man sagt die Spektralsequenz kollabiert falls insbesondere ein r 0 2 displaystyle r 0 geq 2 nbsp existiert sodass die r 0 displaystyle r 0 nbsp te Seite auf eine Spalte oder eine Zeile konzentriert ist Allgemeine Konstruktionsmethoden BearbeitenEs gibt viele Methoden Spektralsequenzen zu konstruieren Die folgenden sind die drei wichtigsten Die Spektralsequenz eines exakten Paares 6 Konstruktion von William Massey Die Spektralsequenz eines filtrierten Kettenkomplexes Die Spektralsequenz eines Doppelkomplexes Der Doppelkomplex Zugang ist lediglich ein besonders wichtiger Spezialfall des Filtrierten Kettenkomplex Zugangs und jeder filtrierte Kettenkomplex induziert auf naturliche Weise ein exaktes Paar Alle bekannten Spektralsequenzen konnen mithilfe der ersten Methode konstruiert werden Exaktes Paar Bearbeiten nbsp Darstellung eines exakten PaaresWir beginnen wieder mit einer abelschen Kategorie wie zuvor meist die Kategorie der bigraduierten Moduln uber einem Ring Ein exaktes Paar ist ein Paar von Objekten A E displaystyle A E nbsp zusammen mit drei Homomorphismen i A A displaystyle i A to A nbsp f A E displaystyle f A to E nbsp und g E A displaystyle g E to A nbsp welche die folgenden Exaktheit Eigenschaften erfullen Bild i displaystyle i nbsp Kern f displaystyle f nbsp Bild f displaystyle f nbsp Kern g displaystyle g nbsp Bild g displaystyle g nbsp Kern i displaystyle i nbsp Man schreibt kurz A E i f g displaystyle A E i f g nbsp E displaystyle E nbsp wird der erste Term E 0 displaystyle E 0 nbsp der Spektralsequenz sein Fur die zweite Seite bilden wir das abgeleitete Paar d f g displaystyle d f circ g nbsp A i A displaystyle A i A nbsp E K e r d I m d displaystyle E Ker d Im d nbsp i i A displaystyle i i A nbsp g E A displaystyle g E to A nbsp die induzierte Abbildung f A E displaystyle f A to E nbsp ist folgendermassen definiert jedes a A displaystyle a in A nbsp kann geschrieben werden als a i a displaystyle a i a nbsp fur ein a A displaystyle a in A nbsp Setze f a displaystyle f a nbsp als das Bild von f a displaystyle f a nbsp in E displaystyle E nbsp Es kann leicht nachgerechnet werden dass das abgeleitete Paar A E i f g displaystyle A E i f g nbsp wiederum ein exaktes Paar ist 7 Setze also E r E r displaystyle E r E r nbsp und d r f r g r displaystyle d r f r circ g r nbsp Die Sequenz E r d r displaystyle E r d r nbsp ist eine Spektralsequenz Anwendung Bearbeiten Serre Spektralsequenz Ko Homologie einer Faserung Atiyah Hirzebruch Spektralsequenz Kohomologie von aussergewohnlicher Kohomologietheorien z B K Theorie Bockstein Spektralsequenz Spektralsequenz eines filtrierten KettenkomplexesFiltrierter Kettenkomplex Bearbeiten Eine weitere wichtige Konstruktion ist die Spektralsequenz fur einen filtrierten Ko Kettenkomplex da ein solcher auf naturliche Weise ein bigraduiertes Objekt induziert Die Idee ist die Kohomologie des filtrierten Komplexes mithilfe der Kohomologien der Objekte der Filtrierung zu berechnen Sei C d displaystyle C bullet d nbsp ein Kokettenkomplex d displaystyle d nbsp von Grad 1 mit einer absteigenden Filtrierung F 2 C F 1 C F 0 C F 1 C F 2 C F 3 C textstyle supset F 2 C bullet supset F 1 C bullet supset F 0 C bullet supset F 1 C bullet supset F 2 C bullet supset F 3 C bullet supset nbsp wobei das Differential mit der Filtrierung kompatibel sei d h d F p C n F p C n 1 textstyle d F p C n subset F p C n 1 nbsp und zudem sei die Filtrierung erschopfend und Hausdorff Dann gibt es eine Spektralsequenz mit E 0 p q F p C p q F p 1 C p q textstyle E 0 p q F p C p q F p 1 C p q nbsp und E 1 p q H p q F p C F p 1 C textstyle E 1 p q H p q F p C bullet F p 1 C bullet nbsp Ist die Filtrierung auf C i displaystyle C i nbsp zudem nach oben und unten beschrankt fur jedes i dann gilt E p q G r p H p q C textstyle E infty p q Gr p H p q C bullet nbsp 8 9 d h die Spektralsequenz abuts siehe Konvergenzbegriffe gegen den p ten graduierten Teil der p q displaystyle p q nbsp ten Kohomologie Konstruktion Bearbeiten Um fur die 0 te Seite der Spektralsequenz ein bigraduiertes Objekt zu konstruieren betrachten wir das assoziierte graduierte Objekt G r F C p 0 G r p C displaystyle GrFC bullet bigoplus p geq 0 Gr p C bullet nbsp mit G r p C F p C F p 1 C displaystyle Gr p C bullet frac F p C bullet F p 1 C bullet nbsp E 0 p q F p C p q F p 1 C p q displaystyle E 0 p q frac F p C p q F p 1 C p q nbsp E 0 p q Z E 0 p q displaystyle E 0 bigoplus p q in mathbf Z E 0 p q nbsp wobei d displaystyle d nbsp ein naturliches bigraduiertes Differential d 0 displaystyle d 0 nbsp auf E 0 displaystyle E 0 nbsp induziert 10 Fur die nachste Seite E 1 displaystyle E 1 nbsp nehmen wir nun die Homologie von E 0 displaystyle E 0 nbsp bezuglich d 0 displaystyle d 0 nbsp E 1 p q ker d 0 p q E 0 p q E 0 p q 1 im d 0 p q 1 E 0 p q 1 E 0 p q ker d 0 p q F p C p q F p 1 C p q F p C p q 1 F p 1 C p q 1 im d 0 p q 1 F p C p q 1 F p 1 C p q 1 F p C p q F p 1 C p q displaystyle E 1 p q frac ker d 0 p q E 0 p q rightarrow E 0 p q 1 text im d 0 p q 1 E 0 p q 1 rightarrow E 0 p q frac ker d 0 p q F p C p q F p 1 C p q rightarrow F p C p q 1 F p 1 C p q 1 text im d 0 p q 1 F p C p q 1 F p 1 C p q 1 rightarrow F p C p q F p 1 C p q nbsp E 1 p q Z E 1 p q displaystyle E 1 bigoplus p q in mathbf Z E 1 p q nbsp Die Filtrierung auf dem Kettenkomplex induziert eine Filtrierung auf der Homologie und wir konnen die assoziierte graduierte Kohomologie definieren G r H C p q G r p H q C GrH C bullet bigoplus p q Gr p H q C bullet nbsp mit G r p H q C F p H q C F p 1 H q C displaystyle Gr p H q C bullet F p H q C bullet F p 1 H q C bullet nbsp Hat nun die Filtrierung nur Lange 1 dann ist E 1 p q H p q F p C displaystyle E 1 p q H p q F p C bullet nbsp also die Homologie des assoziierten graduierten Objektes isomorph zur assoziierten graduierten Kohomologie G r p H p q C F p H p q C F p 1 H p q C displaystyle Gr p H p q C bullet F p H p q C bullet F p 1 H p q C bullet nbsp 11 Im Allgemeinen machen wir dabei aber einen Fehler da das Differential Elemente in der Filtrierung nach oben schiebt Wir fahren daher mit der Approximation fort und definieren Z r p q x F p C p q d x F p r C p q 1 displaystyle Z r p q x in F p C p q dx in F p r C p q 1 nbsp E r p q Z r p q d Z r 1 p r 1 q r 2 Z r 1 p 1 q 1 displaystyle E r p q frac Z r p q d Z r 1 p r 1 q r 2 Z r 1 p 1 q 1 nbsp Beachte dass auch E 0 p q displaystyle E 0 p q nbsp und E 1 p q displaystyle E 1 p q nbsp auf diese Weise geschrieben werden konnen Das Differential d r displaystyle d r nbsp auf der r ten Seite E r displaystyle E r nbsp ist dabei jeweils durch das ursprungliche Differential d displaystyle d nbsp induziert Es kann nun nachgerechnet werden dass die entsprechende Homologie isomorph zu E r 1 displaystyle E r 1 nbsp ist 12 das heisst E r d r displaystyle E r d r nbsp ist eine Spektralsequenz Anwendung Bearbeiten Konstruktion von gemischten Hodge Strukturen Hodge de Rham Spektralsequenz Spektralsequenz eines DoppelkomplexesDoppelkomplex Bearbeiten Eine weitere Konstruktion ist die Spektralsequenz eines Doppelkomplexes C d d textstyle C d d nbsp bestehend aus einem bigraduierten Objekt C p q 0 C p q textstyle C bigoplus p q geq 0 C p q nbsp mit zwei Differentialen d C p q C p 1 q textstyle d C p q to C p 1 q nbsp und d C p q C p q 1 textstyle d C p q to C p q 1 nbsp also d 2 d 2 0 textstyle d 2 d 2 0 nbsp Die Differentiale sollen zudem antikommutieren d h d d d d 0 textstyle d d d d 0 nbsp Der assoziierte einfache Komplex T o t C D textstyle Tot C bullet D nbsp ist definiert durch C i p q i C p q displaystyle C i bigoplus p q i C p q nbsp mit D d d displaystyle D d d nbsp Wir wollen H i H j C textstyle H i H j C bullet bullet nbsp und H j H i C textstyle H j H i C bullet bullet nbsp vergleichen indem wir nun zwei Filtrierungen betrachten F i C n p q n p i C p q displaystyle F i C n bigoplus p q n atop p geq i C p q nbsp und F j C n p q n q j C p q displaystyle F j C n bigoplus p q n atop q geq j C p q nbsp Dann existieren zwei Spektralsequenzen mit E 2 p q H p H q C displaystyle E 2 p q H p H q C bullet bullet nbsp und E 2 p q H q H p C displaystyle E 2 p q H q H p C bullet bullet nbsp wobei gilt E 2 p q H T o t C D displaystyle E 2 p q Longrightarrow H Tot C bullet D nbsp und E 2 p q H T o t C D displaystyle E 2 p q Longrightarrow H Tot C bullet D nbsp 13 Beispiele BearbeitenErster Quadrant Spektralsequenz Bearbeiten Betrachten wir eine Spektralsequenz bei der E r p q textstyle E r p q nbsp verschwindet fur alle p displaystyle p nbsp kleiner als ein p 0 displaystyle p 0 nbsp und fur alle q displaystyle q nbsp kleiner als ein q 0 displaystyle q 0 nbsp Fur p 0 q 0 0 displaystyle p 0 q 0 0 nbsp sprechen wir von einer Erster Quadrant Spektralsequenz Bei dieser Sequenz gilt E r i p q E r p q textstyle E r i p q E r p q nbsp fur alle i 0 displaystyle i geq 0 nbsp wenn r gt p displaystyle r gt p nbsp und r gt q 1 displaystyle r gt q 1 nbsp im Englischen wurde man also sagen the spectral sequence abuts siehe Konvergenzbegriffe Beachte hierfur dass entweder das Bild oder das Urbild der Randoperatoren in den genannten Fallen null ist Die Spektralsequenz muss allerdings nicht degenerieren da nicht alle Differentiale gleichzeitig null sein mussen Bildlich gesprochen stabilisiert sich die Spektralsequenz in einem wachsenden Viereck Ahnlich funktionieren auch die Falle fur p 0 q 0 0 displaystyle p 0 q 0 geq 0 nbsp Funfterm exakte Sequenz Bearbeiten Sei E r displaystyle E r nbsp eine bigraduierte Erster Quadrant Spektralsequenz Dann ist die Sequenz 0 E 2 1 0 E 1 E 2 0 1 d E 2 2 0 E 2 displaystyle 0 to E 2 1 0 to E 1 to E 2 0 1 overset d to E 2 2 0 to E 2 nbsp exakt Sie wird Funfterm exakte Sequenz genannt Leray Serre Spektralsequenz Bearbeiten Sei F E B displaystyle F rightarrow E rightarrow B nbsp eine Serre Faserung mit einfach zusammenhangendem Basisraum B displaystyle B nbsp Durch Weiterentwicklung von Lerays ursprunglichem Ansatz 14 gewann Serre eine Spektralsequenz H p B H q F H p q E displaystyle H p B H q F Rightarrow H p q E nbsp 15 Serre benutzte seine Spektralsequenz um die Homologie von Schleifenraumen zu studieren Die Gysin Sequenz folgt unmittelbar aus dieser Spektralsequenz 16 Grothendieck Spektralsequenz Bearbeiten Hauptartikel Grothendieck Spektralsequenz Grothendieck entdeckte eine Spektralsequenz die die abgeleiteten Funktoren einer Verknupfung von zwei Funktoren berechnet Seien F A B displaystyle F colon mathcal A rightarrow mathcal B nbsp und G B C displaystyle G colon mathcal B rightarrow mathcal C nbsp zwei linksexakte Funktoren zwischen abelschen Kategorien wobei A displaystyle mathcal A nbsp und B displaystyle mathcal B nbsp genugend viele injektive Objekte haben Es gelte ausserdem Ist I displaystyle I nbsp ein injektives Objekt von A displaystyle mathcal A nbsp dann ist F I displaystyle F I nbsp ein G displaystyle G nbsp azyklisches Objekt von B displaystyle mathcal B nbsp Dann gibt es eine Spektralfolge R p G R q F A R p q G F A displaystyle R p G R q F A Rightarrow R p q G circ F A nbsp fur jedes Objekt A displaystyle A nbsp von A displaystyle mathcal A nbsp 17 18 Die entsprechende Aussage fur linksabgeleitete Funktoren gilt ebenfalls 18 19 Lyndon Hochschild Serre Spektralsequenz Bearbeiten Hauptartikel Lyndon Hochschild Serre Spektralsequenz Diese Spektralsequenz in der Gruppenkohomologie wurde von 1953 von Hochschild und Serre entdeckt nach Vorarbeiten von Lyndon Sie kann als Anwendungsbeispiel der Grothendieck Spektralsequenz hergeleitet werden Sei G displaystyle G nbsp eine Gruppe mit Normalteiler N displaystyle N nbsp und sei M displaystyle M nbsp ein Z G displaystyle mathbb Z G nbsp Modul Dann gibt es eine Spektralfolge H p G N H q N M H p q G M displaystyle H p G N H q N M Rightarrow H p q G M nbsp 20 21 Atiyah Hirzebruch Spektralsequenz Bearbeiten Sei h displaystyle h nbsp eine verallgemeinerte Kohomologietheorie und X displaystyle X nbsp ein CW Komplex Dann gibt es eine bedingt konvergierende Spektralsequenz H p X h q h p q X displaystyle H p X h q Rightarrow h p q X nbsp wobei mit displaystyle nbsp der topologischer Raum gemeint ist der aus genau einem Punkt besteht 22 23 Atiyah und Hirzebruch verwendeten diese Spektralsequenz im Fall der verallgemeinerten Kohomologietheorie K Theorie 24 Maunder benutzte Postnikow Systeme um eine Alternativkonstruktion der Atiyah Hirzebruch Spektralsequenz zu geben die eine bessere Beschreibung der Differentiale ermoglicht 25 26 Weitere wichtige Spektralsequenzen BearbeitenTopologie und Geometrie Bearbeiten Atiyah Hirzebruch Spektralsequenz einer verallgemeinerte Kohomologietheorie Bar Spektralsequenz fur die Homologie des klassifizierenden Raumes einer Gruppe Die Bockstein Spektralsequenz verknupft die Homologie mit mod p Koeffizienten und die Homologie mod p Die Cartan Leray Spektralsequenz konvergiert gegen die Homologie eines Quotientenraumes Eilenberg Moore Spektralsequenz 27 fur die singulare Kohomologie des Pullbacks einer FaserungHomotopietheorie Bearbeiten Adams Spektralsequenz 28 in Stabile Homotopietheorie Adams Novikov Spektralsequenz eine Verallgemeinerung zur verallgemeinerte Kohomologietheorie Die Barratt Spektralsequenz konvergiert gegen die Homotopie des Initialraumes einer Kofibration Die Bousfield Kan Spektralsequenz konvergiert gegen den Homotopie Kolimes eines Funktors Chromatische Spektralsequenz zur Berechnung des Initialterms der Adam Novikov Spektralsequenz Cobar Spektralsequenz Die EHP Spektralsequenz konvergiert gegen die stabile Homotopygruppe der Sphere Die Federer Spektralsequenz konvergiert gegen die Homotopygruppe eines Funktionenraums Homotopie Fixpunkt Spektralsequenz Hurewicz Spektralsequenz zur Berechnung der Homologie eines Raumes ausgehend von seiner Homotopie Die Miller Spektralsequenz konvergiert gegen die mod p stabile Homologie eines Raumes Milnor Spektralsequenz ist ein anderer Name fur die Bar Spektralsequenz Moore Spektralsequenz ist ein anderer Name fur die Bar Spektralsequenz Quillen Spektralsequenz zur Berechnung der Homotopie einer Simplizialgruppe Rothenberg Steenrod Spektralsequenz ist ein anderer Name fur Bar Spektralsequenz van Kampen Spektralsequenz zur Berechnung der Homotopie eines Wedges eines Raumes Algebra Bearbeiten Cech to abgeleiteter Funktor Spektralsequenz von Cech Kohomologie to Garbenkohomologie Veranderung von Rongen Spektralsequenz zur Berechnung von Tor und Ext Gruppen von Moduln Die Connes Spektralsequenz konvergiert gegen die zyklische Homologie einer Algebra Gersten Witt Spektralsequenz Green s Spektralsequenz fur Koszul Kohomologie Hyperhomologie Spektralsequenz zur Berechnung von Hyperhomologie Kunneth Spektralsequenz zur Berechnung der Homologie eines Tensorproduktes von Differentialalgebras Die Leray Spektralsequenz gegen Garbenkohomologie Lokal zo global Ext Spektralsequenz Lyndon Hochschild Serre Spektralsequenz in Gruppenhomologie May Spektralsequenz von Tor und Ext Gruppen einer Algebra Universeller Koeffizienten Spektralsequenz Die van Est Spektralsequenz konvergiert gegen relative Lie Algebren Kohomologie Komplexe und algebraische Geometrie Bearbeiten Arnold s Spektralsequenz in singularer Theorie Bloch Lichtenbaum Spektralsequenz konvergiert gegen die algebraische K Theorie eines Korpers Die Frolicher Spektralsequenz beginnt bei der Dolbeault Kohomologie und konvergiert gegen die algebraische de Rham Kohomologie einer Varietat Die Hodge de Rham Spektralsequenz konvergiert gegen die algebraische de Rham Kohomologie einer Varietat Motivik zu K Theorie SpektralsequenzLiteratur BearbeitenJohn McCleary A User s Guide to Spectral Sequences Cambridge studies in advanced mathematics Nr 58 2 Auflage Cambridge University Press 2001 ISBN 0 521 56759 9 Charles A Weibel An introduction to homological algebra Cambridge studies in advanced mathematics Nr 38 Cambridge University Press 1994 ISBN 0 521 43500 5 Kap 5 Henri Cartan Samuel Eilenberg Homological Algebra Princeton Mathematical Series Nr 19 Princeton University Press 1956 LCCN 53 010148 Kap XV XVI Tilman Bauer Homologische Algebra und Gruppenkohomologie Vorlesungsskript Wintersemester 2004 05 Universitat Munster 18 Juni 2008 abgerufen am 3 September 2014 uberarbeitete Fassung Serge Lang Graduate Texts in Mathematics Springer Verlag 2002 J Michael Boardman Homotopy Invariant Algebraic Structures A Conference in Honor of J Michael Boardman AMS Special Session on Homotopy Theory January 7 10 1998 1999 Allen Hatcher Spectral Sequences Kapitel 5 cornell edu PDF Timothy Y Chow You could have invented spectral sequences 2006 ams org PDF Weblinks Bearbeiten spectral sequence Abgerufen am 24 September 2021 multiplicative spectral sequence Abgerufen am 20 September 2021 Spektralfolgen Abgerufen am 17 August 2021 Einzelnachweise Bearbeiten Klaus Lamotke Semisimpliziale algebraische Topologie Die Grundlehren der mathematischen Wissenschaften Nr 147 Springer Verlag Berlin 1968 ISBN 978 3 662 12989 0 Uberschrift des VI Kapitels doi 10 1007 978 3 662 12988 3 Andreas Dress Zur Spectralseqenz einer Faserung In Inventiones Mathematicae Band 3 Nr 2 1967 S 172 178 doi 10 1007 BF01389743 Volker Puppe Uber Konvergenz von Spektralfolgen in der stabilen Homotopietheorie In manuscripta mathematica Band 6 Nr 4 1972 ISSN 0025 2611 S 327 358 doi 10 1007 BF01303687 J F Adams Algebraic Topology a student s guide London Mathematical Society Lecture Note Series Nr 4 Cambridge University Press 1972 ISBN 0 521 08076 2 S 13 A spectral sequence is like an exact sequence but more complicated Like an exact sequence it does not provide a guarantee that one can carry out any required calculation effectively but the experts succeed with it more often than not Jean Dieudonne A history of algebraic and differential topology 1900 1960 Modern Birkhauser Classics Nachdruck der 1989 Auflage Birkhauser Boston 2009 ISBN 978 0 8176 4906 7 S 132 141 doi 10 1007 978 0 8176 4907 4 Engl exact couple fur den deutschen Begriff siehe S 75 in Tilman Bauer Homologische Algebra und Gruppenkohomologie Vorlesungsskript Wintersemester 2004 05 Universitat Munster 18 Juni 2008 abgerufen am 22 Juni 2016 uberarbeitete Fassung Allen Hatcher Spectral Sequences Kapitel 5 cornell edu PDF Serge Lang Algebra Graduate Texts in Mathematics Nr 211 Uberarbeitete 3 Auflage Springer Verlag New York 2002 ISBN 0 387 95385 X S 821 Michael Hutchings Introduction to spectral sequences 28 April 2011 berkeley edu PDF Michael Hutchings Introduction to spectral sequences 28 April 2011 berkeley edu PDF Michael Hutchings Introduction to spectral sequences 28 April 2011 berkeley edu PDF Serge Lang Algebra Graduate Texts in Mathematics Nr 211 Uberarbeitete 3 Auflage Springer Verlag New York 2002 ISBN 0 387 95385 X S 821 Allen Hatcher Algebraic Topology Spectral Sequences 2001 Kap 5 Saunders Mac Lane Homology Classics in Mathematics Nachdruck der 1975 Auflage Springer Verlag Berlin 1995 ISBN 3 540 58662 8 S 322 Charles A Weibel An introduction to homological algebra Cambridge studies in advanced mathematics Nr 38 Cambridge University Press 1994 ISBN 0 521 43500 5 S 128 John McCleary A User s Guide to Spectral Sequences Cambridge studies in advanced mathematics Nr 58 2 Auflage Cambridge University Press 2001 ISBN 0 521 56759 9 Kap 5 6 Serge Lang Algebra Graduate Texts in Mathematics Nr 211 Uberarbeitete 3 Auflage Springer Verlag New York 2002 ISBN 0 387 95385 X S 821 a b Charles A Weibel An introduction to homological algebra Cambridge studies in advanced mathematics Nr 38 Cambridge University Press 1994 ISBN 0 521 43500 5 S 150 151 Tilman Bauer Homologische Algebra und Gruppenkohomologie Vorlesungsskript Wintersemester 2004 05 Universitat Munster 18 Juni 2008 S 83 abgerufen am 12 Juli 2016 uberarbeitete Fassung Charles A Weibel An introduction to homological algebra Cambridge studies in advanced mathematics Nr 38 Cambridge University Press 1994 ISBN 0 521 43500 5 S 195 Tilman Bauer Homologische Algebra und Gruppenkohomologie Vorlesungsskript Wintersemester 2004 05 Universitat Munster 18 Juni 2008 S 88 abgerufen am 12 Juli 2016 uberarbeitete Fassung John McCleary A User s Guide to Spectral Sequences Cambridge studies in advanced mathematics Nr 58 2 Auflage Cambridge University Press 2001 ISBN 0 521 56759 9 S 496 George W Whitehead Elements of Homotopy Theory Graduate Texts in Mathematics Nr 61 Springer Verlag New York 1978 ISBN 0 387 90336 4 Abschnitt XIII 6 M F Atiyah F Hirzebruch Vector bundles and homogeneous spaces In Carl B Allendoerfer Hrsg Differential Geometry Proceedings of Symposia in Pure Mathematics Nr 3 American Mathematical Society 1961 LCCN 62 005289 S 7 38 C R F Maunder The spectral sequence of an extraordinary cohomology theory In Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society Band 59 Nr 3 Juli 1963 ISSN 0305 0041 S 567 574 Daniel Grady Hisham Sati Spectral sequences in smooth generalized cohomology 11 Mai 2016 arxiv 1605 03444v1 John McCleary A User 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