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参照用 記事

微分幾何で上付き・下付きアスタリスクを使い過ぎるのはよくない

MとNはなめらかな多様体で、なめらかな写像 f:M→N があるとします。fから、fと同じ方向に誘導された写像や関手を f* 、fと逆方向に誘導された写像や関手を f* と書く習慣があります。しかし、“誘導された写像や関手”(あるいは“構成された写像や関手”)は色々あります。なので、なんでもかんでも上付き・下付きアスタリスクで書くと混乱した状況になります。

まず、しばしば(このブログ内でも)「f* と f*」で書き表す関手を、アスタリスク以外の記法に置き換えておきます。以下で使う記号・記法に関しては、「ベクトルバンドル射の逆写像: 記法の整理をかねて」と「層に関してちょっと」を参照してください。

  1. N上のベクトルバンドルを、M上のベクトルバンドルに引戻す関手を f# : VectBdl[N]→VectBdl[M] と書くことにする。
  2. fが可逆のとき、f# := (f-1)# : VectBdl[M]→VectBdl[N] と約束する。
  3. N上の加群層を、M上の加群層に引戻す関手を f-| : AN-ModSh[N]→AM-ModSh[M] と書くことにする。AN = CN(-) は関数可換環の層、AMも同様。
  4. M上の加群層を、N上の加群層に前送りする関手を f|- : AM-ModSh[M]→AN-ModSh[N] と書くことにする。

上付き・下付きアスタリスクで書かれる(可能性がある)写像や関手を表にまとめます。[追記]横長のでかい表はハミ出して見にくいようです。分割して上下に並べます。[/追記]

番号 下付きアスタリスク
1  f_\ast = (f^{-1})^\ast:C^{\infty}(M) \to C^{\infty}(N)
2  f_\ast = (f^{-1})^\ast = (f^{-1})^\# :{\bf VectBdl}[M]\to{\bf VectBdl}[N]
3  f_\ast = Tf :TM \to TN \:\mbox{or}\:\: TM \to f^\# TN
4  f_\ast = T_pf :T_pM \to T_{f(p)}N
5  f_\ast = T^\ast(f^{-1}) : f_{\#}T^\ast M \to T^\ast N
6  f_\ast = T^\ast_q(f^{-1}) :T^\ast_{f^{-1}(q)} M \to T^\ast_{q} N
7  f_\ast = \Gamma(Tf) : \Gamma(TM) \to \Gamma(f^{\#}TN)
8  f_\ast = (f^{-1})^\ast = \Gamma(T^\ast(f^{-1})) : \Gamma(f_{\#}T^\ast M) \to \Gamma(T^\ast N)
9  f_\ast = f_{\vdash} :{\mathcal A}_M\mbox{-}{\bf ModSh}[M] \to {\mathcal A}_N\mbox{-}{\bf ModSh}[N]
10  f_\ast : \Gamma_M(\mbox{-}, TM) \to f^{\dashv}\Gamma_N(\mbox{-}, TN)
11  f_\ast : \Gamma_M(\mbox{-}, T^\ast M) \to f^{\dashv}\Gamma_N(\mbox{-}, T^\ast N)
番号 上付きアスタリスク
1  f^\ast :C^{\infty}(N) \to C^{\infty}(M)
2  f^\ast = f^\# :{\bf VectBdl}[N]\to{\bf VectBdl}[M]
3  f^\ast = (f^{-1})_\ast = T(f^{-1}):TN \to TM \:\mbox{or}\:\: TN \to f_\# TM
4  f^\ast = (f^{-1})_\ast = T_q(f^{-1}):T_qN \to T_{f^{-1}(q)}M
5  f^\ast = T^\ast f : f^{\#}T^\ast N \to T^\ast M
6  f^\ast = T^\ast_p f :T^\ast_{f(p)} N \to T^\ast_p M
7  f^\ast = (f^{-1})_\ast = \Gamma(T(f^{-1})) : \Gamma(TN) \to \Gamma(f_{\#}TM)
8  f^\ast = \Gamma(T^\ast f) : \Gamma(f^{\#}T^\ast N) \to \Gamma(T^\ast M)
9  f^\ast = f^{\dashv} :{\mathcal A}_N\mbox{-}{\bf ModSh}[N] \to {\mathcal A}_M\mbox{-}{\bf ModSh}[M]
10  f^\ast : \Gamma_N(\mbox{-}, TN) \to f_{\vdash}\Gamma_M(\mbox{-}, TM)
11  f^\ast : \Gamma_N(\mbox{-}, T^\ast N) \to f_{\vdash}\Gamma_M(\mbox{-}, T^\ast M)

[追記]もとのでかい表(ハミ出す[/追記]

番号 下付きアスタリスク 上付きアスタリスク
1  f_\ast = (f^{-1})^\ast:C^{\infty}(M) \to C^{\infty}(N)  f^\ast :C^{\infty}(N) \to C^{\infty}(M)
2  f_\ast = (f^{-1})^\ast = (f^{-1})^\# : {\bf VectBdl}[M]\to{\bf VectBdl}[N]  f^\ast = f^\#  :{\bf VectBdl}[N]\to{\bf VectBdl}[M]
3  f_\ast = Tf :TM \to TN \:\mbox{or}\:\: TM \to f^\# TN  f^\ast = (f^{-1})_\ast = T(f^{-1}):TN \to TM \:\mbox{or}\:\: TN \to f_\# TM
4  f_\ast = T_pf :T_pM \to T_{f(p)}N  f^\ast = (f^{-1})_\ast = T_q(f^{-1}):T_qN \to T_{f^{-1}(q)}M
5  f_\ast = T^\ast(f^{-1}) : f_{\#}T^\ast M \to T^\ast N  f^\ast = T^\ast f : f^{\#}T^\ast N \to T^\ast M
6  f_\ast = T^\ast_q(f^{-1}) :T^\ast_{f^{-1}(q)} M \to T^\ast_{q} N  f^\ast = T^\ast_p f :T^\ast_{f(p)} N \to T^\ast_p M
7  f_\ast = \Gamma(Tf) : \Gamma(TM) \to \Gamma(f^{\#}TN)   f^\ast = (f^{-1})_\ast = \Gamma(T(f^{-1})) : \Gamma(TN) \to \Gamma(f_{\#}TM)
8  f_\ast = (f^{-1})^\ast = \Gamma(T^\ast(f^{-1})) : \Gamma(f_{\#}T^\ast M) \to \Gamma(T^\ast N)  f^\ast = \Gamma(T^\ast f) : \Gamma(f^{\#}T^\ast N) \to \Gamma(T^\ast M)
9  f_\ast = f_{\vdash} :{\mathcal A}_M\mbox{-}{\bf ModSh}[M] \to {\mathcal A}_N\mbox{-}{\bf ModSh}[N]  f^\ast = f^{\dashv} :{\mathcal A}_N\mbox{-}{\bf ModSh}[N] \to {\mathcal A}_M\mbox{-}{\bf ModSh}[M]
10  f_\ast : \Gamma_M(\mbox{-}, TM) \to f^{\dashv}\Gamma_N(\mbox{-}, TN)  f^\ast : \Gamma_N(\mbox{-}, TN) \to f_{\vdash}\Gamma_M(\mbox{-}, TM)
11  f_\ast : \Gamma_M(\mbox{-}, T^\ast M) \to f^{\dashv}\Gamma_N(\mbox{-}, T^\ast N)  f^\ast : \Gamma_N(\mbox{-}, T^\ast N) \to f_{\vdash}\Gamma_M(\mbox{-}, T^\ast M)