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Referencia para la geometría algebraica

Intenté aprender Geometría Algbraica a través de algunos textos, pero al llegar al Álgebra Conmutativa, dejé el tema; muchos libros dan definiciones y teoremas en Álgebra Conmutativa, pero no explican por qué es necesario.

¿Puede alguien sugerir una buena referencia para aprender este tema de forma geométrica, que también dé formas de traducir las ideas geométricas de forma algebraica, posiblemente a través de ejemplos?

En particular, me interesan las diferenciales sobre curvas algebraicas, el teorema de Riemann-Roch, varias definiciones de género y sus equivalencias, y principalmente los grupos relacionados con las curvas algebraicas complejas, como el grupo de automorfismos, el grupo de monodromía, etc.

26voto

TVK Puntos 131

Creo que los mejores libros para lo que buscas son los siguientes:

Se trata de una introducción a la geometría algebraica a través de las superficies de Riemann/curvas algebraicas complejas que hace el tipo de cosas que quieres: demuestra la equivalencia de las diferentes nociones de género, demuestra Riemann-Roch y explica las diferenciales.

Se trata de un nuevo libro traducido y ampliado a partir del original italiano, que está muy descuidado. Desarrolla la geometría algebraica CLÁSICA utilizando una cantidad mínima de álgebra conmutativa (apenas se necesitan algunas nociones de álgebra abstracta). Se desarrolla de la manera más parecida a como se hacía el tema antes de la revolución de Grothendieck que parece haber impregnado todos los títulos modernos. Allí se pueden encontrar viejas definiciones de género como "exceso", un tratamiento no estándar (no cohomológico) de Riemann-Roch para curvas, ejemplos y construcciones clásicas importantes para curvas, superficies y morfismos, e incluso el desarrollo de las multiplicidades y el teorema de Bézout utilizando la vieja y buena teoría de la eliminación y probando su invariancia proyectiva llegando a la fórmula que la mayoría de los libros modernos utilizan para definir la multiplicidad (y olvidando así toda motivación clásica que sea, la dimensión de un espacio vectorial particular).

Junto con los dos libros anteriores, este maravilloso título puede ayudarle a hacer la transición a la geometría algebraica abstracta moderna como ningún otro. Creo que es un gran compañero y complemento del de Beltrametti para aprender los fundamentos del estilo moderno en el camino. Tiene buenos ejemplos y muchos ejercicios (realizables) (como algunas motivaciones muy interesantes y fáciles para la cohomología para resolver problemas conceptualmente geométricos). Es un tratamiento más algebraico pero que desarrolla casi todos los conceptos necesarios a lo largo del camino y es una de las mejores introducciones al lenguaje de la teoría de gavillas en geometría algebraica sin necesidad de esquemas (pero incluso define esquemas finitos para definir multiplicidades, dejándote entender la relación de cómo Beltrametti hace las cosas y por qué saltar a los esquemas es una buena idea al final). Así que al final, acabas entendiendo los grados, el género, Bézout y Riemann-Roch entre otras cosas a través de las secuencias exactas.

En realidad, creo que no se puede aprender mucho sólo con este libro si no se complementa con títulos teóricos estándar como los anteriores. No obstante, es una gran fuente de ejemplos y resultados clásicos que hace un buen trabajo al complementar los otros libros como compañero. Sin embargo, no lo encuentro más útil que eso, como muchos otros.

En mi opinión hay que intentar aprender el libro de Hartshorne (por no hablar del de Liu que tiene muchas menos motivaciones geométricas) SÓLO DESPUÉS uno ha entendido y trabajado el tipo de geometría algebraica clásica que se hace en el libro de Beltrametti y ha relacionado esa geometría con una base algebraica como en la de Perrin. El de Hartshorne es el mejor libro que existe SI uno trabaja a través de casi todos los ejercicios, pero eso no es tarea fácil. No motiva desde una perspectiva clásica la mayoría de las construcciones, definiciones y resultados, por lo que hay que ser capaz de hacerlo conociendo de antemano una pequeña parte de la geometría clásica. La mayoría de los libros estándar modernos trabajan a través de esquemas y ahí estás dejando el mundo de la geometría clásica y entrando en el álgebra conmutativa con una interpretación geométrica, que es lo que hoy se llama "geometría algebraica". No obstante, es un tema fascinante.


A lo largo del camino tendrá que aprender suficiente álgebra conmutativa para entender la geometría algebraica moderna. Para ello, le recomiendo la versión prepublicada del reciente libro de Kemper - "Curso de Álgebra Conmutativa" ya que su versión preliminar originalmente descargable de forma gratuita incluía muchos ejercicios y problemas con todas sus soluciones (la versión publicada no lo hace). Un gran libro, sin duda, para el autoaprendizaje si se puede conseguir. Para una referencia mucho más completa que trate todo el material necesario para Hartshorne, el libro de Eisenbud es la gran opción, aunque larga y con muchas palabras. Un buen libro de texto nuevo y sucinto es Singh - " Álgebra conmutativa básica ", para utilizarlo como referencia puramente formal (pero con ejercicios realizables). Una buena introducción motivada por la geometría para esos títulos es Reid - " Álgebra conmutativa de grado ".

Me parece que la mayoría de la gente ha olvidado lo que "clásico" la geometría algebraica es realmente para la que no se necesita mucho álgebra conmutativa. Hay dos tipos de personas que se acercan a la geometría algebraica: los fascinados por el enfoque moderno algebraico/categórico, los algebristas, y los fascinados por los conceptos y problemas originales muy geométricos, los goemistas. Una típica pregunta fácil para la escuela de los antiguos geómetras es "cuántas superficies de grado $d$ contienen una curva proyectiva espacial dada" los algebristas no se preocupan por la interpretación geométrica visual y sólo se preguntan "¿cuál es la dimensión del espacio de las secciones globales del grado $d$ gavilla ideal de un conjunto algebraico irreducible de dimensión 1" (que resuelven trivialmente a través de una secuencia exacta de gavillas). El problema para mí es que muchos libros modernos (y estudiantes) están completamente cegados por el lenguaje/conjunto algebraico, y olvidan de qué trata la geometría. El estudiante perfecto de geometría algebraica debería preocuparse tanto por, digamos, los funtores derivados como por la vieja escuela geométrica que lo empezó todo (sobre todo los problemas geométricos que formularon para curvas, superficies y variedades, muchos de los cuales siguen sin resolverse mientras que demasiados estudiantes se pierden en el mundo de los esquemas durante demasiado tiempo sin saber nada de geometría).

11voto

Michael Carman Puntos 141

Curvas algebraicas de Fulton: Una introducción a la geometría algebraica que está disponible de forma gratuita parece ajustarse a su descripción. Todavía no he empezado a leerlo, pero pienso hacerlo en breve: Me encuentro en una situación similar a la tuya.

7voto

YequalsX Puntos 320

Lo mencionó Mariano en un comentario, pero merece estar en su propia respuesta:

El libro de Miles Reid Geometría algebraica de grado es una muy buena introducción al tema. (No se desanime por el título: Suelo recomendar este libro a los estudiantes de posgrado principiantes).

A un nivel más avanzado, un texto que avanza bastante en la geometría algebraica, pero que no utiliza álgebra conmutativa alguna, es Griffiths y Harris. (Los prerrequisitos son la familiaridad con la topología algebraica y diferencial a nivel de postgrado inicial).

6voto

Amitesh Datta Puntos 14087

Permítanme también recomendar el libro de Daniel Bump Geometría algebraica . Este es un excelente libro de texto sobre el tema y parece que se ajusta a algunos de sus requisitos. Por ejemplo:

(1) El libro de texto discute muchas nociones del álgebra conmutativa con referencia a la geometría y culmina con una discusión de la teoría de las curvas en los últimos seis capítulos.

(2) Se discute el teorema de Riemann-Roch y las diferenciales sobre curvas algebraicas.

(3) Los requisitos previos del libro de texto son bastante mínimos; creo que incluyen "un nivel de álgebra que se espera de un estudiante de primer o segundo año de posgrado" (en palabras del autor). En particular, en el texto se demuestran resultados del álgebra conmutativa como la normalización de Noether, el nullstellensatz de Hilbert, los anillos de valoración, etc. Sin embargo, se asume la teoría de Galois.

Creo que este es exactamente el tipo de libro que podría ser bueno para usted en base a lo que ha escrito. Aunque se trata de álgebra conmutativa, hay un sabor a geometría omnipresente en todo el texto.

6voto

Amitesh Datta Puntos 14087

Permítanme reproducir aquí una respuesta mía a una pregunta muy similar formulada en mathoverflow:

Hay un excelente libro sobre geometría algebraica titulado Algebraica Geometría algebraica: Un primer curso por Joe Harris. Este libro, sin embargo, enfatiza las raíces clásicas del tema, pero si aún no se ha visto mucho de geometría algebraica, vale la pena conseguir este libro y leer algunas conferencias. (El libro está dividido en "conferencias" en lugar de "capítulos"). Hay muchas construcciones hermosas en la geometría algebraica clásica que pueden entenderse sin demasiada de fondo (y que sientan las bases de algunos de algunos aspectos de la geometría algebraica geometría algebraica moderna) y esto puede una indicación aproximada de las intuiciones geométricas las intuiciones geométricas de la algebraica algebraica. Y en mi opinión, el libro hace un excelente trabajo al transmitir la belleza y elegancia de la geometría algebraica. geometría algebraica.

Los requisitos para leer esto libro (según Harris) son: álgebra lineal álgebra lineal, álgebra multilineal y álgebra moderna. Sin embargo, al tratarse de un libro de "Textos de Posgrado en Matemáticas" hay algunos puntos en los que es muy útil muy útiles (pero no son esenciales hasta el punto que no se pueda leer el libro de otra manera. libro) tener un conocimiento básico de álgebra conmutativa, el análisis complejo y la topología topología de conjuntos de puntos. (Por ejemplo, datos básicos sobre espacios topológicos, anillos locales, construcciones construcciones básicas en álgebra conmutativa, funciones holomorfas, etc.) El libro de Atiyah y Macdonald Una introducción a Álgebra Conmutativa debe proporcionar una preparación más que suficiente. (Puede también leer simultáneamente álgebra conmutativa si así lo prefiere).

Dado que usted es un principiante estudiante, no debe preocuparse demasiado por aprender el "material de base" antes de ver, por lo menos, lo que geometría algebraica clásica. Si en algún momento decide especializarse en el tema, tendrá que aprender las "herramientas modernas", como como, por ejemplo, esquemas, gavillas y cohomología de gavillas. El "libro clásico" para esto es el libro de Robin Hartshorne Algebraic Geometry de Robin Hartshorne, pero como éste requiere una sólida formación en álgebra conmutativa (o al menos la madurez matemática para aceptar hechos hechos sin pruebas), es posible que desee probar otros libros. (Pero éste es, me apresuro a añadir un libro excelente si se tiene la experiencia la base para entenderlo).

Como recomendó Bcnrd (en MathOverflow) a mí, Qing Liu's Geometría algebraica y curvas aritméticas parece ser un excelente libro sobre el tema. La mayor parte del el material de base del álgebra conmutativa se desarrolla a partir de cero, y los primeros seis capítulos proporcionan una buena introducción a las "herramientas modernas". Los tres últimos capítulos se centran más en aritmética de la geometría algebraica, pero geometría algebraica, pero siempre se puede omitir si lo desea. (Pero si está está interesado en la teoría de los números, no dudes en echarle un vistazo).

Sucintamente, lo recomiendo: Echar un vistazo a Atiyah y Macdonald y al menos leer los primeros capítulos. (El libro es de aproximadamente 120 páginas, por lo que cubrir los primeros capítulos no es demasiado difícil. Aunque se advierte: Algunos dicen que Atiyah y Macdonald es "denso", pero yo pero a mí me parece un libro muy libro y creo que la mayoría lo encuentra que también lo es). Entonces debería tener la base adecuada para leer a Harris y espero que eso le muestre lo fascinante el tema del álgebra. geometría algebraica. Buena suerte.

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