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Haz de torsión en el espacio proyectivo

Deje $\mathbb{K}$ ser un algebraicamente cerrado de campo, $S=\mathbb{K}[T_0, \dots, T_r]$$X=\mathrm{Proj}(S)=\mathbb{P}^r_{\mathbb{K}}$. En la página 117, Hartshorne define la torsión gavilla de Serre ser $\mathcal{O}_X(1)=S(1)^{\sim}$ que es la gavilla asociados a$S(1)$$X$.

En la página 120, se define además la torsión gavilla para cualquier esquema de $Y$. De acuerdo a esta definición, tenemos $\mathcal{O}_X(1)=g^*(\mathcal{O}(1))$ donde $g\colon X=\mathbb{P}^r_{\mathbb{Z}} \times_{\mathrm{Spec}(\mathbb{Z})} \mathbb{P}^r_{\mathbb{K}} \; \rightarrow \;\mathbb{P}^r_{\mathbb{Z}}$ es el mapa.

Estoy totalmente confundido por estas definiciones. Probablemente esta es una pregunta estúpida, pero ¿coinciden? Y si sí, ¿por qué?

Muchas gracias de antemano!

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En primer lugar usted necesita una proposición

La proposición 5.12 (c) Deje $S$ ser gradual anillo y deje $X = \text{Proj } S$. Suponga que $S$ es generado por $S_1$ $S_0$ álgebra. Deje $T$ otro gradual anillo, generados por $T_1$ $T_0$ álgebra, vamos a $\phi: S\to T$ un morfismos la preservación de grados, y deje $U\subset Y = \text{Proj } T$ $f: U\to X$ ser el de morfismos determinado por $\phi$. A continuación, $f^*(\mathcal{O}_X(n)\cong \mathcal{O}_Y(n)|_U$

Recuerde que la inducida por morfismos $f$ $f(\mathfrak{p}) = \phi^{-1}(\mathfrak{p})$ esto está bien definido debido a $\phi$ es graduado de morfismos. Ahora, permítanme citar un lexema que seguramente han estado usando, pero tal vez no se dieron cuenta

Lema. $\text{Proj} \, A[x_0,...,x_n] = \text{Proj} \, \mathbb{Z}[x_0,...,x_n] \times_{\text{Spec }\mathbb{Z}} \text{Spec} \, A$

Lo que hay que mostrar es el siguiente

La reclamación. Si $Z=\text{Spec } A$, entonces la torsión gavilla $\mathcal{O}(1)$ $\mathbb{P}^r_Z$ es el mismo que el $\mathcal{O}(1)$ definido en $\mathbb{P}^r_A$

Prueba. Vamos a demostrar que se cumple la hipótesis de la proposición anterior, así que vamos a $S=\mathbb{Z}[x_0,\dots,x_r]$ y deje $T=A[y_0,\dots,y_r]$ tanto con la naturaleza de la graduación. Considere la posibilidad de la canónica de morfismos $\phi: S\to T$ y deje $Y=\text{Proj } T$, en este caso el uso de $U=Y$. Ahora $X= \mathbb{P}_\mathbb{Z}^r$ y por el lema

$$\mathbb{P}^r_Z = \mathbb{P}^r_\mathbb{Z}\times_{\text{Spec }\mathbb{Z}} \text{Spec } A = \text{Proj} \, \mathbb{Z}[x_0,...,x_r] \times_{\text{Spec }\mathbb{Z}} \text{Spec} \, A = \text{Proj } A[x_0,\dots,x_r] = \text{Proj } T = Y$$

Observar que, por definición, la inducida por el mapa de $f: Y \to X$ es el mismo que el natural mapa de $g$ utilizado en su segunda definición, entonces por la proposición $\mathcal{O}(1) = g^*(\mathcal{O}_X(1)) = f^*(\mathcal{O}_X(1)) = \mathcal{O}_Y(1)$

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