内容简介
This book contains two contributions on closely related subjects: the theory of linear algebraic groups and invariant theory. The first part is written by T. A. Springer, a well-known expert in the first mentioned field. Hc presents a comprehensive survey, which contains numerous sketched proofs and he discusses the particular features of algebraic groups over special fields (finite, local, and global). The authors of part two-E. B. Vinbcrg and V. L. Popov-arc among the most active researchers in invariant theory. The last 20 years have bccn a period of vigorous development in this field duc to the influence of modern methods from algebraic geometry.
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目录
Introduction
Historical Comments
Chapter 1.Linear Algebraic Groups over an Algebraically
1.Recollections from Algebraic Geometry
1.1.Affine Varieties
1.2.Morphisms
1.3.Some Topological Properties
1.4.Tangent Spaces
1.5.Properties of Morphisms
1.6.Non-Affine Varieties
2.Linear Algebraic Groups, Basic Definitions and Properties
2.1.The Definition of a Linear Algebraic Group
2.2.Some Basic Facts
2.3.G-Spaces
2.4.The Lie Algebra of an Algebraic Group
2.5.Quotients
3.Structural Properties of Linear Algebraic Groups
3.1.Jordan Decomposition and Related Results
3.2.Diagonalizable Groups and Tori
3.3.One-Dimensional Connected Groups
3.4.Connected Solvable Groups
3.5.Parabolic Subgroups and Borel Subgroups
3.6.Radicals, Semi-simple and Reductive Groups
4.Reductive Groups
4.1.Groups of Rank One
4.2.The Root Datum and the Root System
4.3.Basic Properties of Reductive Groups
4.4.Existence and Uniqueness Theorems for Reductive Groups
4.5.Classification of Quasi-simple Linear Algebraic Groups
4.6.Representation Theory
Chapter 2.Linear Algebraic Groups over Arbitrary Ground Fields
1.Recollections from Algebraic Geometry
1.1.F-Structures on Affine Varieties
1.2.F-Structures on Arbitrary Varieties
1.3.Forms
1.4.Restriction of the Ground Field
2.F-Groups, Basic Properties
2.1.Generalities About F-Groups
2.2.Quotients
2.3.Forms
2.4.Restriction of the Ground Field
3.Tori
3.1.F-Tori
3.2.F-Tori in F-Groups
3.3.Split Tori in F-Groups
4.Solvable Groups
4.1.Solvable Groups
4.2.Sections
4.3.Elementary Unipotent Groups
4.4.Properties of Split Solvable Groups
4.5.Basic Results About Solvable F-Groups
5.Reductive Groups
5.1.Split Reductive Groups
5.2.Parabolic Subgroups
5.3.The Small Root System
5.4.The Groups G(F)
5.5.The Spherical Tits Building of a Reductive F-Group
6.Classification of Reductive F-Groups
6.1.Isomorphism Theorem
6.2.Existence
6.3.Representation Theory of F-Groups
Chapter 3.Special Fields
1.Lie Algebras of Algebraic Groups in Characteristic Zero
1.1.Algebraic Subalgebras
2.Algebraic Groups and Lie Groups
2.1.Locally Compact Fields
2.2.Real Lie Groups
3.Linear Algebraic Groups over Finite Fields
3.1.Lang's Theorem and its Consequences
3.2.Finite Groups of Lie Type
3.3.Representations of Finite Groups of Lie Type
4.Linear Algebraic Groups over Fields with a Valuation
4.1.The Apartment and Affine Dynkin Diagram
4.2.The Affine Building
4.3.Tits System, Decompositions
4.4.Local Fields
5.Global Fields
5.1.Adele Groups
5.2.Reduction Theory
5.3.Finiteness Results
5.4.Galois Cohomology
References
前言/序言
《国外数学名著系列45(续一 影印版) 代数几何4:线性代数群,不变量理论》图书简介 本卷是享誉世界的《国外数学名著系列》中的重要一册,聚焦于现代代数几何领域中至关重要的两大支柱:线性代数群与不变量理论。本书是该系列中对这些复杂主题进行系统而深入探讨的经典之作,特别适合已具备扎实代数基础,希望深入研究现代几何与表示论交叉领域的读者。 第一部分:线性代数群的深度剖析 本书首先将读者引入线性代数群的宏伟框架。线性代数群是代数群在矩阵群上的具体体现,它们是连接代数几何、李代数理论和表示论的桥梁。 1. 基础概念与结构 内容详尽地介绍了线性代数群的定义、基本性质及其在一般域(包括特征为零和正特征)上的构造。重点阐述了代数群的结构理论,例如如何分解一个线性代数群为一个连通单连通覆盖与一个基本群的商。 2. 连通群与李代数的关系 本书的核心之一在于揭示线性代数群的几何结构与其对应的李代数之间的深刻联系。详细讨论了指数映射的作用,以及如何通过李代数的结构(如根系、Cartan子代数)来完全理解对应代数群的局部结构和连通群的性质。对于特征零的情况,读者将学习到如何利用经典理论(如Weyl理论的初步概念)来分析这些群的表示。 3. 结构定理与分类 对于半单群(Semisimple Groups),本书提供了清晰的分类概述,尽管不直接涉及完整的分类理论,但会侧重于经典群(如一般线性群 $GL_n$、特殊线性群 $SL_n$、正交群 $O_n$、辛群 $Sp_{2n}$)的子群结构和商结构。特别关注了Borel子群、托列尔子群(Torelli Subgroups)的定义及其在分解线性代数群结构中的作用。读者将深入理解根系理论在这些群的结构分解中的决定性作用。 4. 齐性空间与纤维丛 线性代数群在齐性空间(Quotient Spaces)上的作用是几何研究的关键。本书探讨了线性代数群如何作用于其李代数(伴随表示)或特定的向量空间,由此产生的齐性空间,以及这些空间上向量丛和主纤维丛的构造。这为后续理解旗流形(Flag Varieties)打下了坚实的代数几何基础。 第二部分:不变量理论的经典与现代交汇 不变量理论,即研究在某一变换群作用下保持不变的函数或几何对象的理论,是连接代数、几何和表示论的另一重要领域。本书对这一领域的处理是全面且具有高度几何视角的。 1. 经典不变量理论的回顾与提升 本书首先回顾了经典不变量理论(如二元齐次多项式的Hessian不变量等),但立即将其提升到现代代数几何的语境中。强调了基环(Base Ring)的选取和特征对理论的影响。 2. 线性群作用下的不变量环 核心内容集中于研究线性代数群作用下多项式环上的不变量环 $mathbb{K}[V]^G$ 的代数结构。重点分析了经典群(如 $GL_n$)作用下的不变量环的生成元、关系式以及其模化性质。 3. 模化与基定理 读者将详细学习经典的Hilbert-Noether定理在不变量理论中的应用,以及Reynolds算子在构造不变式方面的作用。对于有限群作用,将深入探讨诸如Molien函数等工具,用于计算不变量环的维度和生成元个数。 4. Weyl群与表示论的结合 不变量理论与表示论的交集是本书的亮点之一。讨论了Weyl群(作为特定类型的Weyl群或 Coxeter群)在理解半单群的表示理论中的作用,以及如何在不变量理论的背景下解释和应用这些结构。特别是对于半单李代数/群,其有限维表示的分解理论与不变量的构造之间存在深刻的对偶性,本书对此进行了细致的梳理。 5. Cartan子代数与根空间分解 为深入理解不变量理论,本书回归到Cartan子代数和根空间分解。解释了如何利用这些结构来识别不变式的特征,特别是在特征为零的半单群作用下,如何通过权空间分解来识别不变式。 目标读者与价值 本书不仅是对代数几何基础概念的简单复述,而是深入探讨了代数几何、群论和表示论如何通过线性代数群这一核心对象紧密结合的范例。它为研究生和研究人员提供了一个深入理解现代代数几何中结构理论的坚实基础,特别是对于那些未来计划研究模空间、奇点理论或更高维代数群结构的学者,本书提供了不可或缺的理论工具和深刻的洞察力。 本书的影印版保持了原著的权威性和严谨性,是学习这一领域经典理论的宝贵资源。它要求读者具备扎实的交换代数和初步的代数几何知识,方能充分领略其内容的深度与广度。