Аффинные и проективные многообразия

Контрольная работа - Математика и статистика

Другие контрольные работы по предмету Математика и статистика

?циативная алгебра с единицей тогда и только тогда изоморфна аффинному координатному кольцу некоторого алгебраического множества в для некоторого ,когда конечно порождена над .

алгебра конечно порождена, если существует сюръективный гомоморфизм:

 

,

 

с ядром

При этом

 

.

 

Поскольку кольцо нетерово, то идеал конечно порожден, в нем можно выбрать конечную систему образующих

 

 

Тогда система уравнений задает искомое подмножество , такое, что .

Обратно, пусть алгебра изоморфна координатному кольцу некоторого замкнутого алгебраического множества в аффинном пространстве . Тогда определен сюръективный гомоморфизм алгебр , который и доказывает конечную порожденность алгебры

Пример 1.5 Показать, что, если - произвольное подмножество топологического пространства , то .

Для решения данной задачи необходимо привести определение размерности топологического пространства.

Размерностью топологического пространства называется точная верхняя грань множества всех целых чисел , таких, что существует цепочка отличающихся друг от друга неприводимых замкнутых подмножеств в .

Рассмотрим две цепочки неприводимых замкнутых подмножеств:

 

;

.

 

Нужно показать, что точная верхняя грань множества длин возрастающих последовательностей неприводимых замкнутых подмножеств в не превосходит точной верхней грани множества длин возрастающих последовательностей неприводимых замкнутых подмножеств в .

Возьмем возрастающую последовательность в :

 

,

 

очевидно, что ее нельзя уплотнить до .

Тогда возьмем цепочку замыканий множеств :

 

.

 

Может случиться, что данную цепочку уплотнить можно, то есть

 

.

 

Тогда и получается, что , что и требовалось показать.

ПРОЕКТИВНЫЕ МНОГООБРАЗИЯ

 

Проективные многообразия определяются аналогично аффинным, разница лишь в том, что все понятия рассматриваются в проективном пространстве.

Введем проективное пространство над полем . Оно обозначается символом , где целое число (встречается и сокращенное обозначение ).

Пусть арифметическое мерное векторное пространство над полем . Рассмотрим множество . На этом множестве можно ввести отношение эквивалентности:

 

 

ненулевой скаляр , такой что

 

 

Множество классов этих эквивалентных наборов называется мерным проективным пространством. Иначе говоря, фактор множество множества по отношению эквивалентности, отождествляющему точки, лежащие на одной и той же прямой, проходящей через начало координат.

Большинство понятий определяются аналогично понятиям, связанным с аффинными многообразиям, поэтому их упоминать не будем, лишь добавим некоторые недостающие.

Кольцо называется градуированным, если оно обладает разложением в прямую сумму:

 

, где , а

 

аддитивные абелевы группы, такие что

 

,

 

где

Построение проективного пространства как фактор множества позволяет ввести на нем однородные координаты. Каждой точке ставится в соответствие набор, причем для всех считается, что .

Иначе говоря, имеют смысл не конкретные значения , а соотношения между ними.

Проективное пространство можно покрывать аффинными многообразиями. Построим такое покрытие.

Рассмотрим проективную плоскость с однородными координатами . Построим множество , определяемое такой формулой:

 

 

При этом координаты точек в задаются соотношениями :

 

Затем построим по аналогии подмножество : в котором Проведем замену

 

 

Аналогично, задается требованием и заменой

 

 

Таким образом, получаем

 

 

Очевидно,

 

.

Множество называется аффинной картой (в данной системе координат). Точки

 

 

при отвечают одной и той же точке , лежащей на пересечении , тогда и только тогда ,когда поставив единицу на тое в векторе и на тое место в векторе , мы получаем пропорциональные векторы. В частности,

,

 

точка отвечает точке , при .Точка из не лежит в , а точка из не лежит в .Естественно считать, что получается из добавлением точки с координатой .

Данная конструкция называется аффинным покрытием проективного пространства.

Теперь рассмотрим несколько примеров

Пример 2.2 Показать, что .

Для решения данной задачи необходимо привести определение размерности топологического пространства: пусть - топологическое пространство. Размерностью (обозначают ) называют точную верхнюю грань всех целых чисел n, таких, что существует цепочка

 

 

отличающихся друг от друга неприводимых замкнутых подмножеств . Размерности аффинного и проективного пространств определяются как размерность проективного пространства.

Как было оговорено в теоретической части работы, проективное пространство можно покрыть аффинными покрытиями, этим мы отождествим с . А для было доказано, что его размерность равна (1,гл.I,предложение 1.9).

Пример 2.3 Показать, что нётерово.

Выберем убывающую цепь замкнутых подмножеств:

 

 

образует цепь, обрывающуюся на конечном шаге. Предположим, что цепь

 

не обрывается,

 

то при , т.е.

Имеем цепь

 

в

 

Продолжая этот процесс, приходим к

точка

 

Я