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Definición de inmersión cerrada

Hartshorne define una inmersión cerrada como un morfismo $f:Y\longrightarrow X$ de esquemas tales que

a) $f$ induce un homeomorfismo de $sp(Y)$ en un subconjunto cerrado de $sp(X)$ y además

b) el mapa inducido $f^\#:\mathcal{O}_X\longrightarrow f_* \mathcal{O}_Y$ de láminas sobre $X$ es suryectiva.

Mi duda es ¿por qué es necesaria la condición a)?

Al menos para los esquemas afines, si $f:(\textrm{Spec}\ B,\mathcal{O}_{\textrm{Spec}\ B})\longrightarrow (\textrm{Spec}\ A,\mathcal{O}_{\textrm{Spec}\ A})$ es un morfismo tal que la condición (b) se cumple, entonces tenemos que los mapas del nivel del tallo son todos suryectivos. Pero los mapas del nivel del tallo son todos mapas de localización, lo que significa que $f^\#_{\mathcal{O}_{\textrm{Spec}\ A}}:A\longrightarrow B$ es a su vez suryectiva. Pero eso mismo significará que $f$ es una inmersión cerrada ¿verdad?

La definición que se hace en Hartshorne debe ser porque esto no se traslada a los regímenes generales. Pero no se me ocurre ningún ejemplo. Agradeceré cualquier ayuda al respecto.

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slolife Puntos 150

Pensé que sería una respuesta a los comentarios a la primera respuesta abordar un punto que me confunde cuando me enteré de estas cosas. Una de morfismos $f:X\to Y$ (tengo que escribir en esta dirección o de lo contrario me voy a confundirme) se dice que es un cerrado de inmersión si $f$ induce un homeomorphism de $X$ a un subconjunto cerrado de $Y$, e $f^\sharp:\mathscr{O}_Y\to f_*(\mathscr{O}_X)$ es surjective.

En algunas de las referencias que he visto es casualmente comentó que la segunda condición es equivalente a surjectivity del mapa $f_x^\sharp:\mathscr{O}_{Y,f(x)}\to\mathscr{O}_{X,x}$ todos los $x\in X$. Pero es esto realmente trivial? No! Este mapa, que pudiera ser llamado el tallo de la morfismos $f$$x$, es no literalmente el mismo que el tallo de $f^\sharp$$f(x)$. De hecho, ese es un mapa de $f_{f(x)}^\sharp:\mathscr{O}_{Y,f(x)}\to(f_*\mathscr{O}_X)_{f(x)}$. En general, siempre hay una natural mapa de $\varphi_x:(f_*\mathscr{O}_X)_{f(x)}\to\mathscr{O}_{X,x}$, pero no es en general un isomorfismo. El mapa de $f_x^\sharp$ es igual a $\varphi_x\circ f_{f(x)}^\sharp$. Así, mientras que es el estándar de que el mapa de $f^\sharp$ de las poleas (en $Y$!) es surjective si y sólo si $f_y^\sharp:\mathscr{O}_{Y,y}\to (f_*\mathscr{O}_X)_y$ es surjective para todos los $y\in Y$, esto evidentemente no dicen nada acerca de surjectivity de los mapas de $f_x^\sharp:\mathscr{O}_{Y,f(x)}\to\mathscr{O}_{X,x}$$x\in X$. Sin embargo, si $f$ es un homeomorphism en un subconjunto cerrado $f(X)\subseteq Y$, luego los tallos de $f_*\mathscr{O}_X$ en puntos de $Y$ son fáciles de calcular: son cero en los puntos fuera de $f(X)$, y en un punto de $f(x)\in f(X)$, tenemos que el natural mapa de $(f_*\mathscr{O}_X)_{f(x)}\to\mathscr{O}_{X,x}$ es un isomorfismo. Así que en ese caso, surjectivity de cada $f_x^\sharp$, $x\in X$, en realidad implicará surjectivity de $f_y^\sharp$, $y\in Y$, y, por tanto, de $f^\sharp$.

Sin la condición de que $f$ es un cerrado topológico de inmersión sobre el subyacente de espacios topológicos, no va a ser cierto que $f^\sharp$ es surjective si y sólo si $f_x^\sharp$ es surjective para todos los $x\in X$. Para hacer esto más claro, supongamos $X=\mathrm{Spec}(B)$$Y=\mathrm{Spec}(A)$, lo $f=\mathrm{Spec}(\alpha)$ $\alpha:A\to B$ un anillo homomorphism. El tallo mapa de $f$ $x=\mathfrak{q}\in\mathrm{Spec}(B)$ es el anillo mapa de $A_\mathfrak{p}\to B_\mathfrak{q}$ donde $\mathfrak{q}=\alpha^{-1}(\mathfrak{p})$. En general, surjectivity de este mapa para todos los $\mathfrak{q}\in\mathrm{Spec}(B)$ no implica surjectivity de $\alpha$ sí.

Creo que el ejemplo más sencillo que se ilustran este es al $B=A_g$ es una de las principales localización de $A$. Entonces, en el hecho de que el tallo mapa en el párrafo anterior es un isomorfismo para cada primer ideal de $A_g$ (el conjunto de los cuales son naturales bijection con el conjunto de los números primos de $A$ que no contengan $g$, es decir,$D(g)$). Pero el plano de localización $A\to A_g$ (es decir, el mapa mundial de las secciones de $f$) no suelen surjective. Tenga en cuenta que en este caso $f$ es un homeomorphism en el abierto subconjunto $D(g)$$\mathrm{Spec}(A)$, pero $D(g)$ no es generalmente cerrado en $A$.

Creo que quizás esto se ilustra por qué la primera condición es importante, y por qué, si uno quiere pensar acerca de surjectivity de $f^\sharp$ en términos de los tallos de $f$, $f_x^\sharp$, para $x\in X$, la topológico condición es necesaria, y lógicamente "precede a" la condición en la $f^\sharp$.

Por último, debo señalar que los mapas que me han estado llamando los `tallos de $f$," $f_x^\sharp$, para $x\in X$, son de hecho los tallos del mapa de poleas en $X$ (en el sentido usual de la palabra) $f^\flat:f^{-1}\mathscr{O}_Y\to \mathscr{O}_X$ correspondiente a $f^\sharp$ bajo la contigüidad entre el$f^{-1}$$f_*$. Así surjectivity de todos $f_x^\sharp$, $x\in X$, es lógicamente equivalente a surjectivity de $f^\flat$. No hay ninguna razón para creer que $f^\flat$ es surjective si y sólo si $f^\sharp$ o, incluso, que hay una implicación de la dirección en general.

4voto

OJW Puntos 82

Aquí es donde radica la confusión: Dejemos que $\varphi : \mathcal{F} \rightarrow \mathcal{G}$ sea un morfismo de láminas sobre un esquema $X$ . Entonces $\varphi$ es suryectiva hace pas significa que para todas las $U \subset X$ el morfismo $\varphi(U) : \mathcal{F}(U) \rightarrow \mathcal{G}(U)$ es suryectiva.

Para más detalles, véase la Precaución II.1.2.1 de Hartshorne.

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