正規概形

概形是代數幾何的基本研究對象。它實際上就是一個局部同構於仿射概形的局部環空間。更精確地,概形(X,OX)是一個環空間,其拓撲空間X有一個開覆蓋Xii∈I,使得(Xi,OX|Xi)同構於仿射概形Spec Γ(Xi,OX)(這樣的覆蓋稱為仿射開覆蓋)。 正規概形(normal scheme)是整閉整環的推廣。若一個概形X的所有局部環OX,x都是整閉整環,則稱X是正規概形。正規概形是局部不可約的,因此它的連通分支與不可約分支重合。

概念

正規概形(normal scheme)是整閉整環的推廣。若一個概形X的所有局部環O都是整閉整環,則稱X是正規概形。正規概形是局部不可約的,因此它的連通分支與不可約分支重合。正規諾特概形的奇點集的余維數大於1。對於一個既約概形X總存在一個典範的正規概形X~與X相伴,稱為X的正規化。當X是域上有限型概形時,X~→X一定是有限態射。

整閉整環

整閉整環亦稱正規環。刻畫戴德金整環的重要概念。若整環R在它的商域中整閉,稱R為整閉整環。例如,單一分解環、賦值環均是整閉整環。整閉性是局部性質。

戴德金整環是一維諾特整閉整環。整環R稱為戴德金整環。若滿足以下三個條件:

1.R是諾特環.

2.R在其商域中整閉.

3.dim R=1(其中dim表示克魯爾維數),也即R不是域且非零素理想均為極大理想.

在戴德金整環R中每個準素理想均為素理想的冪,從而每個非零理想均可惟一(不計因子次序)地表示為有限個素理想的積。由庫默爾(Kummer,E.E.)開創,戴德金(Dedekind,(J.W.)R.)所建立起來的戴德金整環的理論已十分完整,但有些重要的諾特環,例如,域F和整數環Z上多項式環F[x,x,…,x],Z[x,x,…,x]均非戴德金整環。

概形

概形是代數幾何的基本研究對象。它實際上就是一個局部同構於仿射概形的局部環空間。更精確地,概形(X,O)是一個環空間,其拓撲空間X有一個開覆蓋{X},使得(X,O|X)同構於仿射概形Spec Γ(X,O)(這樣的覆蓋稱為仿射開覆蓋)。概形間的態射就是局部環空間的態射。概形的範疇是局部環空間範疇的子範疇。若概形X有一個仿射開覆蓋{X},使得每個仿射概形都是諾特概形、既約概形、正規概形或正則概形,則相應地稱概形X是局部諾特的、既約的、正規的或正則的.這些性質都是概形的局部性質,就是說,只要存在一個仿射開覆蓋具有上述某種性質,這個概形就具有此性質,而且任意一個仿射開子概形都有此性質。若概形X的拓撲空間是連通空間或不可約空間(即它不能表成兩個不同真閉子集的並),則稱此概形為連通的或不可約的。

在研究概形的性質或有關的概念時,往往要考慮具有相同基礎的概形。帶有態射f:X→S的概形X稱為S概形.若S=Spec A是仿射概形,則S概形簡稱A概形。顯然任何概形都是Z概形。給出基變換態射S′→S後,可以得到一個S′概形X=X×S′,稱為S概形X的基擴張.與S概形相關的概念稱為相對概念,以區別於與概形相關的絕對概念。S概形與態射f:X→S密切相關.不同性質的態射就給出了不同的S概形.例如,設f:X→S是一個態射,若對角浸入X→X×X是閉態射,則稱f是分離態射;若存在S的一個仿射開覆蓋{U}={Spec B},使得每個f(U)都有一個有限仿射開覆蓋{V}={Spec A},並且A都是有限生成B代數,則稱f是有限型的;若f(U)=Spec A,A都是有限生成B模,則稱f是有限態射。有限態射是仿射態射。代數幾何中研究的S概形一般都是分離、有限型的。

諾特環與諾特概形

諾特環

設R是一個有單位元的交換環,如果R的每個理想鏈I⫅I⫅I⫅…都存在整數n,使得對任何i≥n,I=I,則稱R是一個諾特環。設R是一個交換環,R的理想Q稱為準素理想,如果Q≠R,對任意的a,b∈R,若ab∈Q,a∉Q,則必存在正整數n,使得b∈Q。設I是交換環R的理想,I的根(或稱冪零根)是包含I的所有素理想之交,記作或radI。準素理想的根是一個素理想,這個素理想稱為與Q結合的素理想,或Q是屬於這個素理想的準素理想。交換環R中的理想I稱為有準素分解,如果I=Q∩…∩Q,其中Q,i=1,…,n都是準素理想。如果每個Q都不包含Q∩…∩Q∩Q∩…∩Q,而且Q的根互不相同,則稱這樣的準素分解是既約的。一個有單位元的交換環R是諾特環若且唯若R的每個理想是有限生成的,若且唯若R滿足理想的極大條件:對R的任一個理想的非空族{I},其中必存在極大元I,即若J∈ {I},I⫅J,則I=J。含麼交換環是諾特環若且唯若每個素理想是有限生成的。諾特環R的每個理想I,I≠R,有準素分解,而且若I=A∩…∩A,I=B∩…∩B是兩個既約準素分解,其中A是屬於P的準素理想,B是屬於Q的準素理想,則n=m,而且適當重排順序後,P=Q。環R的非空子集S稱為R的一個乘閉子集,如果對任何a,b∈S,ab∈S。設S是交換環R的一個乘閉子集,在集合R×S上定義一個關係~: (r,s) ~ (r′,s′),如果存在S∈S使得s(rs′-r′s) =0,這個關係是一個等價關係,(r,s)所在等價類記作r/s,R×S的全體等價類做成的集合記作SR,在SR中定義則SR做成一個有單位元的交換環。SR稱為R對於S的分式環。一個有單位元的交換環稱為局部環,如果它只有一個極大理想。設R是有單位元的交換環,P是R的素理想,令S=R\P,則S是R的乘閉子集,分式環SR是一個局部環,稱為R在P處的局部化,記作R。設S是諾特環R的乘閉子集,則SR也是諾特環。設R是—個諾特環,R[x,…,x]是R上文字x,…,x的多項式全體做成的環,則R[x,…,x]也是諾特環,這個結論稱為希爾伯特基定理。設R是一個諾特環,R[[x]]是R上文字x的形式冪級數全體做成的環,則R[[x]]也是諾特環。

諾特概形

諾特概形是諾特環的推廣。若一個概形X有一個由諾特環的譜所構成的有限仿射開覆蓋,則稱X是諾特概形。諾特概形中的任意一個仿射開子概形都是諾特環的譜。域上或諾特環上的有限型概形都是諾特概形。

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