概形论术语

✍ dations ◷ 2025-11-15 08:44:51 #概形论术语

这是概形论术语。欲知代数几何中概形的简介,请见条目仿射概形、射影空间、层及概形。本条目旨在列出概形论中的基本技术定义与性质。

一个概形 S {displaystyle S} 是一个局部赋环空间,故也是拓扑空间,但“ S {displaystyle S} 的点”具有三重涵义:

几何点是古典问题的主角,例如对复代数簇而言,通常说“点”即指几何点。拓扑空间的点包括一般点的类比(相对于扎里斯基而非韦伊的理论)。借由米田引理,考虑所有的概形 T {displaystyle T} 与所有 T {displaystyle T} -值点,可以将概形 S {displaystyle S} 理解为相应的可表函子 h S {displaystyle h_{S}} ,此观念是代数几何发展史上的一大步。

在格罗滕迪克的相对几何框架下,一态射的纤维有三重涵义:

概形的大部分性质都是“局部的”,换言之: X {displaystyle X} 具有性质甲,当且仅当对其任一开覆盖 X = i X i {displaystyle X=bigcup _{i}X_{i}} ,每个 X i {displaystyle X_{i}} 皆具性质甲;而通常只要对一组开覆盖验证即可。这类性质有时也被称为“扎里斯基局部”的,藉以区别对于其他格罗滕迪克拓扑的情形(如平展拓扑)。

考虑一概形 X {displaystyle X} 及一组仿射开子概形 S p e c A i {displaystyle mathrm {Spec} A_{i}} 组成的开覆盖。借此可将概形的局部性质翻译为交换环的性质。一个性质甲在上述意义下是局部的,当且仅当相应的环性质在局部化之下不变。

举例明之,局部诺特概形是能由诺特环的交换环谱覆盖的概形。由于诺特环的局部化仍为诺特环,局部诺特性确实是上述意义下的局部性质。另一个例子是既约概形,这也是局部性质,因为若一个交换环无幂零元,则其局部化亦然。

分离概形并非局部性质:任何仿射概形都是分离概形,因此任何概形都是“局部分离”的,然而存在非分离的概形。

以下是环的局部性质列表(不全),由此可定义概形的相应性质。以下令 X := i S p e c A i {displaystyle X:=bigcup _{i}mathrm {Spec} A_{i}} 为一概形之开覆盖。

格罗滕迪克的基本理念之一是强调“相对”性,亦即置重点于态射的性质。概形范畴有一终对象 S p e c Z {displaystyle mathrm {Spec} mathbb {Z} } ,所以任何概形可以唯一地理解为 S p e c Z {displaystyle mathrm {Spec} mathbb {Z} } -概形,借此可以从态射性质定义概形本身的性质。

以下令

为概形间的态射。一如既往,以下的性质也是局部的,即:若存在开覆盖 X = U i {displaystyle X=bigcup U_{i}} 使得 f {displaystyle f} f 1 ( U i ) {displaystyle f^{-1}(U_{i})} 上的限制带有该性质,则 f {displaystyle f} 本身也带该性质。

若一个态射在拓扑空间上是开映射,则称此态射为开态射;闭态射的定义类似。平坦态射皆为开态射。

f ( Y ) {displaystyle f(Y)} X {displaystyle X} 中稠密,则称此态射为优势态射(英文:dominant morphism,法文:morphisme dominant)。对于仿射概形,优势态射对应到环的单射同态。

开浸入仅关乎拓扑,而闭浸入则与结构层有关。概形的闭子集可以带有多种闭子概形结构,其中存在一个始对象,使得其结构层不含幂零元,称为该闭子集对应的既约子概形。

X {displaystyle X} 的仿射开子概形对 f {displaystyle f} 的逆像仍为仿射概形,则称 f {displaystyle f} 为仿射态射。用较炫的说法:仿射态射系来自 O X {displaystyle {mathcal {O}}_{X}} -代数的整体 S p e c {displaystyle mathbf {Spec} } 构造,这是整体版本的交换环谱。例子包括向量丛。

射影态射的定义类似,此时对应到分次 O X {displaystyle {mathcal {O}}_{X}} -代数的整体 P r o j {displaystyle mathbf {Proj} } 构造,另一种等价的刻划是: f {displaystyle f} 是射影态射,当且仅当它可分解为闭浸入 Y P X n := P n × X {displaystyle Yto mathbb {P} _{X}^{n}:=mathbb {P} ^{n}times X} 及自然投影 P X n X {displaystyle mathbb {P} _{X}^{n}to X}

X {displaystyle X} 有一组仿射开覆盖 S p e c A i {displaystyle mathrm {Spec} ,A_{i}} ,使得态射 f 1 ( S p e c A i ) S p e c A i {displaystyle f^{-1}(mathrm {Spec} ,A_{i})to mathrm {Spec} ,A_{i}} 对应到 S p e c B i S p e c A i {displaystyle mathrm {Spec} ,B_{i}to mathrm {Spec} ,A_{i}} ,使得 B i {displaystyle B_{i}} 是有限 A i {displaystyle A_{i}} -模,则称此态射为有限态射。

若将上述条件改为: f 1 ( S p e c A i ) {displaystyle f^{-1}(mathrm {Spec} ,A_{i})} 有一组仿射开覆盖 S p e c B i j {displaystyle mathrm {Spec} ,B_{ij}} ,使得 S p e c B i j {displaystyle mathrm {Spec} ,B_{ij}} 是有限生成的 S p e c A i {displaystyle mathrm {Spec} ,A_{i}} -代数,则称此态射为局部有限型态射;若上述开覆盖 f 1 ( S p e c A i ) = j S p e c B i j {displaystyle f^{-1}(mathrm {Spec} ,A_{i})=bigcup _{j}mathrm {Spec} ,B_{ij}} 可取为有限的,则称之有限型态射。代数几何中探讨的多数态射都是有限型态射。

f {displaystyle f} 的纤维都是有限的,且是有限型态射,则称之为拟有限态射。有限态射皆为拟有限态射。

f {displaystyle f} 在结构层的茎上给出平坦同态,则称之为平坦态射。视此态射为一族以 X {displaystyle X} 的点为参数的概形,则平坦性可诠释为纤维在变形下的某些良好性质,例如希尔伯特多项式的不变性。

对一点 y Y {displaystyle yin Y} ,考虑相应的环同态:

m {displaystyle {mathfrak {m}}} O X , f ( y ) {displaystyle {mathcal {O}}_{X,f(y)}} 的极大理想,并设

若对所有 y Y {displaystyle yin Y} n {displaystyle {mathfrak {n}}} O Y , y {displaystyle {mathcal {O}}_{Y,y}} 的极大理想,且导出的映射 O X , f ( y ) / m O Y , y / n {displaystyle {mathcal {O}}_{X,f(y)}/{mathfrak {m}}to {mathcal {O}}_{Y,y}/{mathfrak {n}}} 是有限、可分的代数扩张,则称此态射为非分歧态射。

平坦的非分歧态射称为平展态射,此外尚有多种等价定义。在代数簇的情形,平展态射恰好是在切空间上导出同构的态射,这正好是微分几何中平展态射的定义。

平滑态射对应到拓扑学中的塞尔纤维化映射,在代数几何中有多种定义:

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