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Ideal de puntos distintos

Supongamos que trabajamos en $k[x_1,\ldots,x_n]$ ( $k$ es algebraicamente cerrado y char $k=0$ ). Quiero demostrar que el ideal $$I=(x^{a_n+1}_n-x^{a_n+1}_1,\ldots,x^{a_2+1}_2-x^{a_2+1}_1)$$ con $1\leq a_1\leq\ldots\leq a_n \in \mathbb{N}$ define $\prod_{i=2}^n (a_i+1)$ puntos distintos en $\mathbb{P}^{n-1}$ . Hice los casos más sencillos ( $n=2,3$ , $a_i=2,3$ ), pero no encuentro una fórmula general por la descomposición primaria de $I$ (aunque estoy bastante seguro de que existe uno).

¿Puede alguien ayudarme, encontrando esta fórmula o quizás dándome una referencia? Gracias de antemano.

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Fred Puntos 31

Esto no es del todo cierto como se indica: el número de puntos debe ser $\prod_{i=2}^n (a_i+1)$ y se debe exigir que la característica de $k$ no dividir ninguna $a_i+1$ .

Si $x_1 = 0$ entonces $x_i=0$ para todos $i\leq n$ , ya que cada ecuación se convierte en $x_i^{a_i+1}=0$ . Así que podemos suponer que $x_1\neq 0$ y por lo tanto $V(I)$ se encuentra en su totalidad en $D(x_1)$ . Así que podemos deshomogeneizar con respecto a $x_1$ al establecer $t_i=\frac{x_i}{x_1}$ y trabajar en el problema afín de determinar qué $V(t_n^{a_n+1}-1,t_{n-1}^{a_{n-1}+1}-1,\cdots,t_2^{a_2+1}-1)$ es. Como $k$ es algebraicamente cerrado y $\operatorname{char} k$ no divide $a_i+1$ para cualquier $i$ cada ecuación tiene $a_i+1$ soluciones distintas (aquí utilizamos que el polinomio $t_i^{a_i+1}-1$ es separable). Así que hay $\prod_{i=2}^n (a_i+1)$ soluciones distintas para todo el sistema.

Cuando $\operatorname{char}k=p$ no divide $a_i+1$ se quita $a_i+1$ del producto y lo sustituye por $\frac{a_i+1}{p^{b_i}}$ donde $b_i$ es la máxima potencia de $p$ que divide $a_i+1$ . (Si se trabaja desde el punto de vista del esquema, estos se convierten en puntos gordos, por lo que en cierto sentido el número correcto de puntos sigue estando ahí).

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Gracias por su respuesta. Antes de aceptarla, tengo algunas preguntas: 1) ¿Qué quiere decir con $D(x_1)$ ? 2) ¿no debería cada ecuación convertirse en $x^{a_i+1}_i=0$ no $x^{a_n+1}_n=0$ ? (pero es sólo una errata) 3) No creo que hayas demostrado que sean puntos distintos. ¿Me he perdido algo? Gracias de antemano.

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1) $D(x_1)$ es el conjunto abierto dado por la no evanescencia de $x_1$ . En el caso del espacio proyectivo, es un espacio afín, y los conjuntos de la forma $D(x_i)$ suelen denominarse "cubierta abierta afín estándar". 2) Sí, tienes razón, era una errata. 3) Los polinomios separables son exactamente los que tienen raíces distintas - faltaba un "distintas" en el cuerpo que debería ayudar.

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