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¿Cómo demostrar que la cúspide cúbica no es suave utilizando el criterio formal de suavidad?

Sea $X/k$ sea la cúspide cúbica sobre un campo algebraicamente cerrado? ¿Cómo demuestro que no es formalmente suave?

La definición que utilizo para formalmente liso es la del proyecto stacks:

https://stacks.math.columbia.edu/tag/02GZ

Lo que realmente quiero saber es lo siguiente: un morfismo suave debería corresponder aproximadamente a ser una inmersión, ¿no? Si es así, ¿por qué la cúspide cúbica no es lisa? ¿Supongo que se puede cambiar a un esquema sobre el que el mapa sobre espacios tangentes no sea suave?

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waanders Puntos 108

Se puede adivinar tal elección de $T$ y $T'$ de la "imagen". Consideremos la cúspide cúbica $y^2=x^3$ . La línea $x=0$ interseca la cúspide en orden 2, pero parece abandonar la curva después.

En ecuaciones, considere el mapa de anillos $k[x,y]/(x^3-y^2)\to k[\epsilon]/(\epsilon^2)$ dada por $x\to 0$ y $y\to \epsilon$ . Esto está bien definido ya que $(0)^3-(\epsilon^2)=0$ si estamos modding a cabo por $\epsilon^2$ .

Ahora, intentemos elevar este mapa a $k[\epsilon]/(\epsilon^3)$ . Supongamos que tenemos un mapa $k[x,y]/(x^3-y^2)\to k[\epsilon]/(\epsilon^3)$ donde $x$ mapas a $a\epsilon^2$ y $y$ mapas a $\epsilon+b\epsilon^2$ . Entonces, sustituyendo en la ecuación $x^3=y^2$ obtenemos $0=(a\epsilon^2)^3=(\epsilon+b\epsilon^2)^2=\epsilon^2$ que es una contradicción.

En mi opinión, la curva cuspidal es un objeto unidimensional, pero su espacio tangente en el origen es bidimensional. Por lo tanto, hay algunas "direcciones fantasma" que están en el espacio tangente pero que no pueden extenderse a "chorros" reales a lo largo de la curva.

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