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Encontrar generadores de ideales tóricos

Considere la variedad tórica afín$V \subset k^{5}$ parametrizada por$$\Phi(s,t,u) = (s^{4},t^{4},u^{4},s^{8}u,t^{12}u^{3}) \in k^{5}$$ where k is an algebraically closed field of characteristic 2. This is problem 1.1.8 from Cox, Little, and Schenck, but my question regards a more general notion: How exactly does one determine the generators of the toric ideals. Just by looking at the parametrization, I can deduce the generators $ x_ {4} x_ {5} - x_ {1} ^ {2} x_ {2} ^ {3} x_ {3 }, x_ {1} ^ {8} x_ {3} - x_ {4} ^ {4}$, and $ x_ {5} ^ {4} - x_ {2} ^ {12} x_ {3} ^ {3} $

¿Estos generarían entonces el ideal tórico? En general, ¿hay alguna manera de determinar si el ideal tórico es el correcto más que solo mirar las relaciones?

¡Gracias!

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Anarkie Puntos 21

Si aún no lo ha hecho, usted debe consultar a Cox, Poco, y O'Shea Ideales, Variedades, y los Algoritmos: que tratar este problema exacto en el Capítulo 3 de la Eliminación, en particular en $\S3$ Implicitization. El principal resultado es el siguiente teorema.

Teorema 1 (El Polinomio Implicitization) Si $k$ es un infinito campo, vamos a $F: k^m \to k^n$ ser la función determinada por el polinomio de parametrización \begin{align*} x_1 &= f_1(t_1, \ldots, t_m)\\ &\ \, \vdots\\ x_n &= f_n(t_1, \ldots, t_m) \, . \end{align*} Deje $I = \langle x_1 - f_1, \ldots, x_n - f_n \rangle$ y deje $I_m = I \cap k[x_1, \ldots, x_n]$ $m^\text{th}$ eliminación ideal. A continuación, $\mathbb{V}(I_m)$ es la variedad más pequeña en $k^n$ contiene $F(k^m)$.

Para su problema en particular, he utilizado Sage para calcular una base de Gröbner.

R.<s,t,u,x1,x2,x3,x4,x5> = PolynomialRing(QQ,8, order = 'lex')
I_gens = [x1 - s^4, x2 - t^4, x3 - u^4, x4 - s^8*u, x5 - t^12*u^3]
I = ideal(I_gens)
basis = I.groebner_basis()

Por otro teorema, los generadores de contenidos en esta base sólo implican las variables $x_1, \ldots, x_5$ formulario de una base de Gröbner para la eliminación ideal. En este caso, son $$ \{x_1^8 x_3 - x_4^4, x_1^6 x_5 - x_2^3 x_4^3, x_1^4 x_5^2 - x_2^6 x_3 x_4^2, x_1^2 x_2^3 x_3 - x_4 x_5, x_1^2 x_5^3 - x_2^9 x_3^2 x_4, x_2^{12} x_3^3 - x_5^4\}. $$ En particular, esto muestra que los polinomios se encuentra no generan $\mathbb{I}(V)$, ya que por ejemplo, el segundo generador de $g_2 = x_1^6 x_5 - x_2^3 x_4^3 \in \mathbb{I}(V)$ pero $g_2 \notin \langle x_{4}x_{5} - x_{1}^{2}x_{2}^{3}x_{3}, x_{1}^{8}x_{3} - x_{4}^{4}, x_{5}^{4} - x_{2}^{12}x_{3}^{3} \rangle$.

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