数学において、基本クラスとは、次元nの連結な向き付け可能なコンパクト多様体に関連付けられたホモロジークラス [ M ]であり、ホモロジー群の生成元に対応する。基本クラスは、多様体の適切な三角形分割における最上位次元単体の向き付けと考えることができる。
Mがn次元の連結な向き付け可能な閉多様体である場合、トップホモロジー群は無限巡回群である。向き付けとは、生成子の選択、同型性の選択である。生成器は基本クラスと呼ばれます。
Mが連結されていない場合(ただし向き付けは可能である)、基本クラスは、各連結成分の基本クラスの直和となる(各成分の向き付けに対応する)。
ド・ラームコホモロジーとの関連では、これはM上の積分を表します。すなわち、Mが滑らかな多様体の場合、n形式ωは基本クラスとペアにすることができます。
これは、ω をM上で積分したものであり、ω のコホモロジー類のみに依存します。
Mが向き付け可能でない場合、 したがって、整数の中に存在する基本クラスMを定義することはできません。しかし、すべての閉多様体は-方向付け可能で、 (Mが連結している場合)。したがって、すべての閉多様体は-指向性(単に方向付け可能というだけでなく、方向の選択に曖昧さがない)、そして-基本クラス。
これ-基本クラスは、スティフェル・ホイットニークラスの定義に使用されます。
Mが境界を持つコンパクトな向き付け可能な多様体である場合、最上位の相対ホモロジー群は再び無限巡回群となる。したがって、基本クラスの概念は境界を持つ多様体の場合にも拡張できる。
ポアンカレ双対性定理は、n次元の向き付けられた閉多様体のホモロジー群とコホモロジー群の関係を示します。Rが可換環であり、M が基本類[M]を持つn次元R向き付け可能な閉多様体である場合、すべてのkに対して、写像は
によって与えられた
同型写像である。[ 1 ]
境界を持つ多様体の基本類の概念を用いることで、ポアンカレ双対性をその場合にも拡張することができる(レフシェッツ双対性を参照)。実際、基本類とのキャップ積は、同型写像が存在するというより強い双対性の結果を与える。それを前提としては次元多様体そして[ 1 ]
ねじれたポアンカレ二重性も参照
リー群の旗多様体のブルハット分解において、基本類は最上位次元のシューベルトセル、あるいは同等にコクセター群の最長要素に対応する。