1. 前言
泊松代数是李代数与交换结合代数的复合结构。泊松代数在数学和物理的许多领域中起着重要的作用,如泊松几何、可积系统、非交换(代数或微分)几何等 [1]。由Drinfeld引入的李代数现在被公认为量子群的无穷小化 [2]。Joni和Rota引入无穷小代数的概念解释了微积分在代数学中的差异性 [3]。泊松代数的ON-结构和O-算子值得进一步研究。
2. 一类特殊泊松代数的构造
定义2.1 [4] 设P是域F上的线性空间,P中有双线性代数运算
,如果
为李代数,
为交换结合代数,并且
(2.1)
则称
为泊松代数。
定理2.1 设
是泊松代数,
为双线性映射,定义
,t为参数,则
是泊松代数当且仅当对
,
满足下列方程
(2.2)
(2.3)
(2.4)
(2.5)
(2.6)
(2.7)
(2.8)
(2.9)
此时称
为泊松代数
的形变。
证明:由于
双线性且
双线性,显然
双线性。同理可知,P上的代数运算
也是双线性的。对
,
,由于
因此
反对称当且仅当
反对称,即
满足(2.2)。由于
因此
满足Jacobi恒等式当且仅当
满足(2.3)、(2.4)。由于
因此
满足结合律当且仅当
满足(2.5)、(2.6)。由于
因此
满足交换律当且仅当
满足(2.7)。由于
因此
满足等式(2.1)当且仅当
满足(2.8)、(2.9)。综上可知,结论成立。
3. 泊松代数模及形变
定义3.1 [4] 设
是交换结合代数,V是域F上的线性空间,
为线性映射,如果满足
(3.1)
则称
是交换结合代数
的模。
定义3.2 [4] 设
是泊松代数,V是域F上的线性空间,
为线性映射,如果
是李代数
的表示,
是交换结合代数
的模,并且满足
(3.2)
(3.3)
,则称
是泊松代数
的模,V简称P-模V。
定理3.1 设
为泊松代数,
是泊松代数
的模,
为线性映射,定义
,其中
(3.4)
(3.5)
为参数,则
是泊松代数
的模当且仅当满足下列方程
(3.6)
(3.7)
(3.8)
(3.9)
(3.10)
(3.11)
(3.12)
(3.13)
.
证明:显然由
的定义知
是线性的。
,由于
因此
是
的表示当且仅当(3.6)、(3.7)成立。由于
因此
是
的模当且仅当(3.8)、(3.9)成立。由于
因此对于
(3.2)成立当且仅当(3.10)、(3.11)成立。同理对于
(3.3)成立当且仅当(3.12)、(3.13)成立。综上可知,结论成立。
定义3.3 设
为泊松代数
的形变,
为
的模,若
是泊松代数
的模,则称
是模
的无穷小形变。
由定理3.1可知泊松代数
的模
是P-模V的无穷小形变当且仅当
满足等式(2.2)~(2.9)且
满足等式(3.6)~(3.13)。
定义3.4 设
和
分别是泊松代数
和
的模,如果存在泊松代数的同态映射
和线性映射
且满足下列条件
(3.14)
,则称
为模
到
的同态。
定义3.5 设
为泊松代数,
与
分别为
的形变,
为
的模,模
和模
分别是P-模V的两个无穷小形变,如果存在
和
,使得
是模
到模
的同态,即满足下列方程
(3.15)
(3.16)
(3.17)
(3.18)
,则称两个无穷小形变是等价的。如果P-模V的一个无穷小形变和P-模V是等价的,则称该形变为平凡形变。
定理3.2 设
为
的形变,
为
的模,则泊松代数
的模
是P-模V的平凡形变当且仅当存在
使得
(3.19)
(3.20)
(3.21)
(3.22)
(3.23)
(3.24)
(3.25)
(3.26)
证明:
,由定义3.5知,泊松代数
的模
是P-模V的平凡形变当且仅当存在
使得
(3.27)
(3.28)
(3.29)
(3.30)
由于
因此(3.27)式成立当且仅当(3.19)、(3.20)成立。由于
因此(3.28)式成立当且仅当(3.21)、(3.22)成立。由于
因此(3.29)成立当且仅当(3.23)、(3.24)成立。由于
因此(3.30)成立当且仅当(3.25)、(3.26)成立。综上,结论成立。
定义3.6 如果泊松代数
上线性变换N满足
(3.31)
(3.32)
,则称N是泊松代数
的Nijenhuis算子。
定理3.3 设
为泊松代数,
为
的模,
,
,
为线性映射,如果
满足等式(3.19)~(3.26),则N是泊松代数
的Nijenhuis算子且下面两个等式成立:
(3.33)
(3.34)
证明:将(3.19)代入(3.20)中,有
同理将(3.21)代入3.22)中,有
即N是泊松代数
的Nijenhuis算子。将(3.23)代入(3.24)中有(3.33)成立。将(3.25)代入(3.26)中有(3.34)成立。综上可知,结论成立。
定理3.4 设
是泊松代数
的模,
,N是泊松代数
的Nijenhuis算子,并且M满足等式(3.33)、(3.34),设
,
使得
(3.35)
(3.36)
(3.37)
(3.38)
,则
生成P-模V的平凡无穷小形变。
证明:要证
生成P-模V的无穷小形变,须证
是泊松代数,且
是
的模,即证所设
满足等式(2.2)~(2.9)和(3.6)~(3.13)。
,
,由
满足等式(3.35)及
双线性可知,
因此
双线性。同理可知
双线性。由
满足等式(3.35)及
反对称性知
因此(2.2)式成立。由
满足等式(3.35)、
Jacobi恒等式及N是
上的Nijenhuis算子知
因此(2.3)式成立。同理将
代入等式(2.4)~(2.9)和(3.6)~(3.13),利用已知条件,得以上等式均成立。故
生成P-模V的无穷小形变。由N是泊松代数
的Nijenhuis算子和等式(3.35)、(3.36)知(3.19)~(3.22)成立,由等式(3.33)、(3.37)知(3.23)、(3.24)成立,同理由等式(3.34)、(3.38)知(3.25)、(3.26)成立,所以此无穷小形变也满足条件(3.19)~(3.26),故该形变是平凡形变。
4. 泊松代数半直积的Nijenhuis算子
命题4.1 [5] 设
是泊松代数,V是域F上的线性空间,
为线性映射,在
上定义
(4.1)
(4.2)
,则
是泊松代数
的模当且仅当
是泊松代数,简记为
。
定理4.2 设
是泊松代数
的模,
,
,则N是泊松代数
上的Nijenhuis算子且M满足等式(3.33)、(3.34)当且仅当线性变换
是
上的Nijenhuis算子。
证明:必要性。
,由等式(3.33)及N是
上的Nijenhuis算子知,
比较上述两式知线性变换
满足等式(3.31)。由等式(3.34)及N是
上的Nijenhuis算子知,
比较上述两式知线性变换
满足等式(3.32)。所以
是泊松代数半直积
上的Nijenhuis算子。
充分性。设
是半直积泊松代数
上的Nijenhuis算子,则
故线性变换N满足等式(3.30)且M满足等式(3.33)。又
故线性变换N满足等式(3.31)且M满足等式(3.34)。所以N是泊松代数
上的Nijenhuis算子且M满足等式(3.33)、(3.34)。综上,结论成立。
定理4.3 [4] 设
是泊松代数
的模,则
是
的模。
定义4.1 设
是泊松代数
的模,
。如果
生成
的平凡形变,则称
是P-模V的Nijenhuis结构。
定理4.4 设
是
的模,则
是P-模V的Nijenhuis结构等价于N是
的Nijenhuis算子且满足
(4.3)
(4.4)
证明:由定理4.2知,N和
生成泊松代数
的模
的无穷小形变当且仅当N是泊松代数
的Nijenhuis算子,且满足下列方程
(4.5)
(4.6)
。由于
所以等式(4.5)成立当且仅当等式(4.3)成立。由于
所以等式(4.6)成立当且仅当等式(4.4)成立。综上可知,结论成立。
5. 结束语
本文给出了一类特殊泊松代数的构造方法,并且由此为基础进一步研究泊松代数的模、无穷小形变以及泊松代数半直积的Nijenhuis算子。对于这类特殊的泊松代数的研究具有一定的意义。