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¿Es una variedad 'genérica' no singular? O singular?

Me gustaría saber si hay algún significado coherente de 'genérico', para la que uno puede decir que un "genérico" a través de una variedad algebraica campo cerrado $K$, dicen, es nonsingular o singular. Podríamos sustituir una gran variedad de opciones con el esquema o lo que sea, pero me gustaría que las cosas sean bien educados suficiente que nonsingular tiene un sensible definición; no sé exactamente cómo se comporta bien que es.

Por ejemplo, dada una singular variedad $X$, nos podemos preguntar si $X$ cae en algunos naturales de la familia de objetos de admitir a un espacio de moduli $\mathcal{M}$ tal que un abierto denso subconjunto de la $K$-puntos de $\mathcal{M}$ corresponden a nonsingular objetos. Por supuesto, cuando la pregunta se formula como esta, ambas respuestas pueden ser correctas: también podría ser un nonsingular variedad $Y$, aún muy estrechamente relacionado con la $X$, de tal manera que $Y$ es parte de otra familia natural, casi todos de cuyos objetos están en singular. Este es el tipo de comportamiento me gustaría saber acerca de. Pero a partir de aquí, una pregunta natural es, sin duda: elegir un esquema de Hilbert $\operatorname{Hilb}_{\mathbb{P}^n}^P$. Son los subschemes de $\mathbb{P}^n$ es parametrises genéricamente singular/nonsingular? O son los subschemes generalmente tan vicioso que esa pregunta no tiene sentido?

Por último, yo realmente no sé nada sobre la deformación de la teoría, pero parece plausible que mi pregunta admite una rigurosa instrucción y la solución en ese idioma. Si alguien sabe algo a lo largo de estas líneas, me gustaría agradecer a oír hablar de eso. Por ejemplo, hay una singular variedad que uno no puede perturbar en un nonsingular uno?

24voto

Danimal Puntos 5721

Resumen ejecutivo: Si usted mira todo el esquema de Hilbert asociado a un polinomio, el lugar geométrico de los puntos correspondientes a nonsingular (que aprovecho para decir lisa) subschemes a veces puede ser muy pequeña en términos de dimensión y número de irreductible componentes. Lo que en este sentido, la mayoría de los subschemes están en singular.

Detalles: El esquema de Hilbert $\operatorname{Hilb}^P_{\mathbf{P}^n}$ asociado a un polinomio de Hilbert $P$ está conectado (el teorema de Hartshorne), pero en general tiene muchas irreductible componentes, cada uno con su propio punto genérico. Por lo tanto existen diferentes tipos de "genérico" cerrado subschemes con el mismo polinomio de Hilbert, cada miembro de una familia diferente.

El lugar geométrico de los puntos en el esquema de Hilbert correspondiente a lisa (=nonsingular) subschemes de $\mathbf{P}^n$ es un abierto Zariski subconjunto, lo que implica que es Zariski densa en la unión de los componentes que se cumple, pero a menudo hay otros componentes del esquema de Hilbert en la que todos los puntos se corresponden con singular subschemes.

Debido a que el esquema de Hilbert no tienen necesidad de un genérico único punto, uno podría preguntarse: ¿cuántos de estos genéricos, puntos de parametrizar singular subschemes, y ¿cuáles son las dimensiones de los componentes correspondientes del esquema de Hilbert?

Como un estudio de caso, considere el esquema de Hilbert $H_{d,n}$ de % de $d$ puntos en $\mathbf{P}^n$, es decir, el caso en que $P$ es el polinomio constante $d$. Puntos de $H_{d,n}$ sobre un campo $k$ corresponden a $0$-dimensiones subschemes $X \subseteq \mathbf{P}^n$ de la longitud de la $d$, o en otras palabras, de tal manera que $\dim_k \Gamma(X,\mathcal{O}_X) = d$. Cada liso $X$ con este polinomio de Hilbert es un discontinuo de la unión de $d$ puntos distintos. Estos liso $X$'s se corresponden con los puntos de una irreductible subscheme de $H_{d,n}$, y al cierre de esta irreductible subscheme es una $dn$-dimensiones irreductibles componente $R_{d,n}$ de % de$H_{d,n}$. A veces $H_{d,n}=R_{d,n}$, lo que significa que todos los $X$ es smoothable. Pero para cada uno de ellos fijo $n \ge 3$, Iarrobino observa que el $\dim H_{d,n}$ crece mucho más rápido que $\dim R_{d,n}$ as $d \to \infty$. (Él lo demostró por escrito las grandes familias de $0$-dimensiones subschemes, como $\operatorname{Spec} (k[x_1,\ldots,x_n]/\mathfrak{m}^r)/V$ donde $\mathfrak{m}=(x_1,\ldots,x_n)$ e $V$ rangos de subespacios de dimensión fija en $\mathfrak{m}^{r-1}/\mathfrak{m}^r$.) Esto demuestra que $H_{d,n}$ no es irreducible para tal $d$ e $n$, y que el `malo" de todos los componentes de cuyos puntos parametrizar singular subschemes puede tener mucho mayor dimensión que el componente en el cual una densa abrir subconjunto de puntos de parametrizar suave subschemes. Con un poco más de trabajo, uno puede demostrar que el número de irreductible componentes de $H_{d,n}$ puede ser arbitrariamente grande (y como ya se comentó, los mismos componentes pueden tener mayor dimensión de $R_{n,d}$). Lo que en este sentido, se podría decir que para $n \ge 3$, la mayoría de las $0$-dimensiones subschemes en $\mathbf{P}^n$ están en singular.

Para obtener más detalles acerca de $H_{d,n}$, incluyendo ejemplos explícitos de nonsmoothable $0$-dimensiones planes, vea los artículos siguientes y las referencias citadas en el mismo:

El espacio de moduli de conmutativa álgebra de operadores de rango finito

Hilbert esquemas de 8 puntos

(Advertencia: mi notación $H_{d,n}$ es diferente de la notación de los artículos).

15voto

Nick Cox Puntos 16

Aquí están algunas de primaria observaciones que me llevaría a apostar que una variedad, de la que me han dicho nada, es nonsingular. Quiero enfatizar que no estoy respondiendo a su pregunta de forma muy satisfactoria (ver damiano comentario a la pregunta) : para que vamos a tener que esperar para verdaderos expertos.

0) En el nivel más primitivo, si $k$ es un campo (no necesariamente algebraicamente cerrado) y $f(X)\in k[X]$ es un polinomio, el subscheme $V(f)\subset \mathbb A_k^1 $ define que es suave (en realidad étale) sobre $Spec(k)$ menos que el discriminante de $f$ es cero. Así que tienes genérico suavidad.

1) Bertini del teorema. Supongamos $K$ es algebraicamente cerrado y deje $X\subset \mathbb P_K^n$ ser un suave subvariedad. Luego de un denso conjunto de hyperplanes en el doble espacio proyectivo de hyperplanes $ \check{\mathbb P}^n_K $, la intersección $X\cap H$ es suave.

2) Bertini teorema: una variante. Supongamos que $K$ es algebraicamente cerrado campo de característica cero.Entonces, dada una dominante de morfismos $f:X\to Y$ con $X$ liso, existe un abierto denso subconjunto $U\subset Y$ de manera tal que todas las fibras de $f^{-1} (y)\subset X \;\; (y\in U)$ son lisas.

Y aquí es un notable artículo, en tanto Bertini biografía y sus teoremas, por un magistral expositor: Steve Kleiman.

http://arxiv.org/PS_cache/alg-geom/pdf/9704/9704018v1.pdf

13voto

Matt Cummings Puntos 1288

En relación a tu última pregunta, la respuesta es sí. Hay singularidades, llamado nonsmoothable, que no se puede deformar en suave variedades.

Hay una discusión de la historia de este concepto, y algún ejemplo en este artículo de Greuel y Steenbrink en el libro de las Singularidades de PSPM, editado por Orlik.

3voto

dmnc Puntos 119

También es posible construir singular variedades que no puede ser globalmente suavizan, pero de tal forma que cada singularidad es localmente smoothable. Por ejemplo, en Catanese del papel "en todas partes no-reducción de los espacios de moduli" se pueden encontrar ejemplos de superficies de tipo general, cuyo único singularidades son ordinario el doble de puntos (es decir, puntos singulares localmente dado por $x^2+y^2+z^2=0$) y en el que cada pequeña deformación conserva las singularidades. La razón es que estos ejemplos son hypersurfaces $S$ en un promedio ponderado de espacio proyectivo $\mathbb{P}$, y todas sus singularidades vienen de los de $\mathbb{P}$. Desde que uno se demuestra que cada pequeña deformación de $S$ es de nuevo una hipersuperficie en el mismo ponderado proyectiva del espacio, se sigue que uno no puede deshacerse de las singularidades. Como consecuencia de este comportamiento extraño de ello se sigue que, llamado $\widetilde{S} \to S$ el mínimo desingularization de $S$, el espacio de moduli $\mathcal{M}_{\widetilde{S}}$ no es reducido (pero $\mathcal{M}_S$ genéricamente es suave!)

1voto

andy kilby Puntos 31

(Este es un anexo de Andrea respuesta y el enlace.) Greuel y Steenbrink cita Severi del postulado de 1909 que todo singular de las variedades deben smoothable; de hecho, esto ya había sido refutada, $20$ años anteriores (de manera implícita, es cierto), por parte del Pezzo, con su teorema que si $S$ es un buen linealmente normal (es decir, incrustado por un completo sistema lineal) de la superficie en $\mathbb P^d$ grado $d$,, a continuación,$d\le 9$. (Mucho más es cierto, por supuesto.) Para que el cono $T$ a través de una linealmente normal de la curva elíptica de grado $d\ge 10$ no es smoothable en $\mathbb P^d$ (de donde es fácil ver que no puede $T$ ser suavizada en el resumen, ya que está integrada por su anti-canónica sistema lineal).

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