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¿En qué manera la sustitución de la máxima ideales con el primer ideales de rendimiento, de forma intuitiva, la teoría de los esquemas?

Antecedentes: sólo he visto los aspectos más básicos de la geometría algebraica de Milne notas sobre variedades algebraicas, y por lo tanto mi forma de ver el tema como un todo, es bastante limitada. Por lo tanto, al responder a esta pregunta por favor trate de ser algo concreto o bien explicar de qué estás hablando (no tengo idea de lo que palabras como "cohomology" o "derivado functor" tiene que ver con AG :-).

La más abstracta, la forma de definir una variedad afín es lo definen como un $k$anillos espacio isomorfo a la máxima del espectro de $\operatorname{Spm}(A)$ de un (reducido, finitely generado como un $k$-álgebra) en el anillo de $A$. La costumbre de la teoría de conjuntos algebraicos preferidas con incrustaciones en algunos afín espacio de $\mathbb A^n$ es el principal ejemplo - a saber, tome $A=k[V]$ a ser el de coordinar el anillo de $k[X_1,\dots,X_n]/I(V)$ de algunos algebraicas set $V\subset\mathbb A^n$. A continuación, la máxima adecuada a los ideales de la $k[V]$ corresponden a un mínimo de vacío subconjuntos algebraicos - puntos - y esto le da una muy intuitiva y "clásico geométrico" en razón a generalizar al caso en el $A$ no es un cociente de un polinomio anillo.

Lo que sé acerca de las afines a los esquemas de su definición - son $k$-rodeada de espacios isomorfos para el primer espectro de $\operatorname{Spec}(A)$ de algunas anillo de $A$. De modo que la diferencia entre los regímenes y las variedades destaca una simple generalización: máxima ideales convertirse en el primer ideales. Esto no gel con la teoría geométrica de antes: por ejemplo, el caso simple de $\operatorname{Spec}k[X,Y]$ corresponde al conjunto de irreductible algebraicas subconjuntos que no tiene casi inmediata una geométricas de la motivación. Entiendo lo que permite nilpotents puede ser útil, pero puede que alguien me explique, en términos simples, ¿por qué esta generalización para el primer espectros es tan bueno y tan importante?

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user3296 Puntos 399

Te voy a contar cómo se ha explicado a mí, aunque estoy seguro que la historia ha sido desinfectados un poco para mi consumo. Cualquier error a continuación son meramente mis propias.


La teoría de la representable functors es mucho mejor que la teoría de la arbitraria functors, así que en cualquier momento tenemos un functor nos gustaría saber si es representable y, si es así, para hacer uso de este.

Ahora la muy estrecha relación entre afín variedades y sus coordenadas anillos significa que las dos clases, básicamente, representan el mismo functors. Por ejemplo, la variedad que consta de un solo punto y sus coordenadas anillo de $k$ ambos representan el functor dando la $k$-puntos de una variedad definida sobre $k$.

Ahora, usted puede tener un functor representado por un anillo arbitrario, y esto es bastante útil: por ejemplo, el anillo de doble números de $k[\varepsilon] := k[t]/(t^2)$, que es nonreduced, representa la tangente paquete functor.

Por otro lado, un functor puede ser representado por una persona no afín a la variedad, y esto es bastante útil: por ejemplo, la Grassmannian variedad $\operatorname{Gr}(k,n)$ representa el functor de dar rango-$k$ subbundles de la categoría-$n$ trivial paquete.

A veces, sin embargo, tendría un functor que parece que usted debería ser capaz de representar, salvo que la cosa que usted necesita para representarlo de alguna manera sería "no reducido y no afines." (Creo que el principal ejemplo de esto fue el esquema de Hilbert). Los anillos pueden hacer de la no-parte reducida, pero no el no afín parte, y las variedades pueden no afín a parte, pero no el de la no-parte reducida, por lo que parece que estamos estancados.


En lugar de dar, sin embargo, sólo se puede inventar esquemas, que no puede ser reducido y no afín al mismo tiempo. Cuando intenta sintetizar las dos teorías, a pesar de que, se ejecuta en un poco de un problema: recuerde que el functor de $k$-puntos? Si $V$ es una variedad afín en $k^n$, luego

$$\operatorname{Hom}(\{\cdot\}, V)$$

nos da los puntos de $V$ en el sentido antiguo, o en otras palabras, la máxima ideales de $k[V]$, mientras que

$$\operatorname{Hom}(k[V], k)$$

nos da el primer ideales de $k[V]$. Si vamos a generalizar las dos teorías al mismo tiempo, nosotros vamos a tener que resolver esta discrepancia, de alguna manera, y desde un ideal maximal es una especie de primer ideal no resulta ser una muy buena solución.

(Por supuesto, la cuestión técnica detrás de esto es un caso especial de lo que Roland dijo en los comentarios cuando tomamos $B = k$.)


También esto concuerda bastante afortunadamente con el hecho de que la gente como Emmy Noether y Krull había considerado previamente (lo que podríamos llamar ahora) afín a los esquemas como una manera de formalizar los argumentos de la escuela italiana, que dependía de las propiedades de "genérica de un punto de una variedad." Al parecer estas ideas, no lo había tomado en serio hasta que se demostró que dicha noción fue útil en un contexto más amplio.

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