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。
点
[编辑]一个概形 是一个局部赋环空间,故也是拓扑空间,但“ 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 与所有 -值点,可以将概形 理解为相应的可表函子 ,此观念是代数几何发展史上的一大步。
纤维
[编辑]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:
- 一个点(拓扑意义下)的逆像。
- 两个态射的纤维积:对于仿射概形,纤维积对应到环的张量积。
- 几何纤维:设 为 -概形( 为域), 为一 -态射, 为一几何点,则 点的几何纤维定义为相应的纤维积 。
概形之性质
[编辑]概形的大部分性质都是“局部的”,换言之: 具有性质甲,当且仅当对其任一开覆盖 ,每个 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 及一组仿射开子概形 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 为一概形之开覆盖。
概念 | 定义 | 例子 | 反例 |
---|---|---|---|
与概形结构相关者 | |||
不可约 | 若一连通概形 (作为拓扑空间)不能表为两个闭子集的联集,除非其中一者为 ,则称之为不可约概形。利用素理想与仿射概形的点的对应,可知连通概形 不可约当且仅当每个 恰有一个极小素理想。凡诺特概形皆可唯一表示为有限个极大不可约闭子集的联集,这些闭子集称为其不可约成分。 | 仿射空间、射影空间 | Spec k[x,y]/(xy) = ![]() |
既约 | 环 皆为既约环(即:无幂零元素),等价的说法是结构层 没有幂零的局部截面。代数几何的一大进步是将代数簇推广为概形,而概形可能是非既约的。 | 代数簇 (根据定义) | k[x]/(x2) |
整 | 不可约的既约概形称作整概形。等价的说法是:该概形可由整环的谱覆盖。严格地说,这只在连通概形上才是局部性质。 | Spec k[t]/f, f 为不可约多项式 | Spec A ⊕ B. (A, B ≠ 0) |
正规 | 若每个 都是整闭的,则称 为正规概形。 | 正则概形、带有理奇点的曲面 | 带奇点的曲线 |
与正则性相关者 | |||
正则 | 若每个 都是正则局部环,则称 为正则概形。 | 域上的平滑代数簇 | Spec k[x,y]/(x2+x3-y3)=![]() |
Cohen-Macaulay | 若 的局部环皆是Cohen-Macaulay环,则称 为 Cohen-Macaulay 概形。 | 正则概形、 Spec k[x,y]/(xy) | ![]() |
与“大小”相关者 | |||
局部诺特 | 每个 皆为诺特环。如果此外更要求该覆盖为有限覆盖,则该概形称为诺特概形。 | 古典代数几何的大部分对象 | |
链 | 若 的任两个不可约闭子概形 之间的极大链都有相同长度,则称 为链概形,这在局部上对应于链环。整链概形的维度是局部性质。 | 代数几何的大部分对象 | 见条目链环中的反例 |
态射之性质
[编辑]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 ,所以任何概形可以唯一地理解为 -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 使得 在 上的限制带有该性质,则 本身也带该性质。
与拓扑结构相关的概念
[编辑]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。
若 在 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。
开浸入与闭浸入
[编辑]- 开浸入:若 同构于一个开子概形的包含映射,则称之为开浸入。
- 闭浸入:若 同构于一个闭子概形的包含映射,则称之为闭浸入。闭浸入在局部上对应到环的商同态。闭浸入可以如下刻划: 是闭浸入,当且仅当 在拓扑空间的意义下是个闭浸入( 是同胚,且 是 中的闭集),而且 是满射。
- 浸入:闭浸入与开浸入的合成。
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。
仿射态射与射影态射
[编辑]若 的仿射开子概形对 的逆像仍为仿射概形,则称 为仿射态射。用较炫的说法:仿射态射系来自 -代数的整体 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 -代数的整体 构造,另一种等价的刻划是: 是射影态射,当且仅当它可分解为闭浸入 及自然投影 。
分离态射与真态射
[编辑]- 分离态射:使得对角态射 为闭浸入的态射,此概念对应到拓扑学中的豪斯多夫空间。
- 真态射:即满足下列性质的态射
- 分离态射
- 泛闭(即:任一闭浸入 在对 取纤维积后仍为闭浸入)
- 有限型
有限型、拟有限与有限态射
[编辑]若 有一组仿射开覆盖 ,使得态射 对应到 ,使得 是有限 -模,则称此态射为有限态射。
若将上述条件改为: 有一组仿射开覆盖 ,使得 是有限生成的 -代数,则称此态射为局部有限型态射;若上述开覆盖 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。
若 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。
平坦态射
[编辑]若 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 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。
非分歧态射与平展态射
[编辑]对一点 ,考虑相应的环同态:
令 为 的极大理想,并设
若对所有 , 是 的极大理想,且导出的映射 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
[编辑]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:
- 是有限型平坦态射,且 是局部自由 -模,其秩为 。
- 可分解为某个平展态射 及自然投影 之合成。
- 形式判准:对任何交换环 及其理想 ,并满足 ,则 是满射。
外部链接
[编辑]- Crib Sheet: Properties of Morphisms of Schemes, Johan de Jong
文献
[编辑]- Grothendieck, Alexandre; Jean Dieudonné. Éléments de géométrie algébrique 2nd edition. Berlin; New York: Springer-Verlag. 1971. ISBN 978-3-540-05113-8 (法语).
- Grothendieck, Alexandre; Jean Dieudonné. Éléments de géométrie algébrique (rédigés avec la collaboration de Jean Dieudonné) : I. Le langage des schémas. Publications Mathématiques de l'IHÉS. 1960, 4: 5–228 [2022-01-03]. (原始内容存档于2016-03-06).
- Grothendieck, Alexandre; Jean Dieudonné. Éléments de géométrie algébrique (rédigés avec la collaboration de Jean Dieudonné) : II. Étude globale élémentaire de quelques classes de morphismes. Publications Mathématiques de l'IHÉS. 1961, 8: 5–222 [2022-01-03]. (原始内容存档于2017-01-12).
- Grothendieck, Alexandre; Jean Dieudonné. Eléments de géométrie algébrique (rédigés avec la collaboration de Jean Dieudonné) : III. Étude cohomologique des faisceaux cohérents, Première partie. Publications Mathématiques de l'IHÉS. 1961, 11: 5–167 [2022-01-03]. (原始内容存档于2016-03-03).
- Grothendieck, Alexandre; Jean Dieudonné. Éléments de géométrie algébrique (rédigés avec la collaboration de Jean Dieudonné) : III. Étude cohomologique des faisceaux cohérents, Seconde partie. Publications Mathématiques de l'IHÉS. 1963, 17: 5–91 [2022-01-03]. (原始内容存档于2016-04-19).
- Grothendieck, Alexandre; Jean Dieudonné. Éléments de géométrie algébrique (rédigés avec la collaboration de Jean Dieudonné) : IV. Étude locale des schémas et des morphismes de schémas, Première partie. Publications Mathématiques de l'IHÉS. 1964, 20: 5–259 [2022-01-03]. (原始内容存档于2016-03-04).
- Grothendieck, Alexandre; Jean Dieudonné. Éléments de géométrie algébrique (rédigés avec la collaboration de Jean Dieudonné) : IV. Étude locale des schémas et des morphismes de schémas, Seconde partie. Publications Mathématiques de l'IHÉS. 1965, 24: 5–231 [2022-01-03]. (原始内容存档于2016-03-03).
- Grothendieck, Alexandre; Jean Dieudonné. Éléments de géométrie algébrique (rédigés avec la collaboration de Jean Dieudonné) : IV. Étude locale des schémas et des morphismes de schémas, Troisième partie. Publications Mathématiques de l'IHÉS. 1966, 28: 5–255 [2022-01-03]. (原始内容存档于2016-03-03).
- Grothendieck, Alexandre; Jean Dieudonné. Éléments de géométrie algébrique (rédigés avec la collaboration de Jean Dieudonné) : IV. Étude locale des schémas et des morphismes de schémas, Quatrième partie. Publications Mathématiques de l'IHÉS. 1967, 32: 5–361 [2022-01-03]. (原始内容存档于2016-03-03).