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El anillo de gérmenes de funciones $C^\infty (M)$

Definir $C^\infty (M)_x := \{ (U,f) | x \in U $ Abrir $ , f \in C^\infty (U) \} / \sim $ donde $M$ es un colector y $(U,f) \sim (V,g)$ si $\exists W$ abierto, $x \in W$ tal que $W \subset V \cap U$ y $f|_W = g|_W$ .

Se trata de un anillo con las siguientes operaciones: $[(U,f)] + [(V,g)] := [(U \cap V, f + g)]$ y $[(U,f)]\cdot [(V,g)]:= [(U \cap V, fg)]$ .

Estoy tratando de entender cómo son los inversos multiplicativos, es decir, si tengo $[(U, f)]$ entonces quiero demostrar que existe un conjunto abierto $V$ que contiene $x$ tal que $\frac{1}{f}$ es suave en $V$ .

¿Es esto correcto? ¿Y puede alguien explicarme cómo puedo mostrar esto? Muchas gracias por su ayuda.

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Nir Puntos 136

Hay dos anillos implicados en su pregunta:

1) El anillo que has descrito, que en realidad debería ser denotado $\mathcal C^\infty_{M,x}$
2) El anillo $\mathcal C^\infty(M)_{\frak m}$ , descrito de la siguiente manera. Llamar a $\frak m$ el ideal en $\mathcal C^\infty(M)$ consistente en funciones globales cero en $x$ Es decir ${\frak m}=\lbrace f\in \mathcal C^\infty(M): f(x)=0\rbrace$ . Se trata de un ideal máximo en $\mathcal C^\infty(M)$ y puede localizar $\mathcal C^\infty(M)$ en este ideal para conseguir $\mathcal C^\infty(M)_{\frak m}$ . Los elementos de este anillo localizado son fracciones formales $f/g$ con $f,g\in C^\infty(M)$ y $g(x)\neq 0$ . Hay que tener en cuenta que estas fracciones formales no son, ni mucho menos, interpretables como funciones sobre $M$ , ya que $g$ podría muy bien desaparecer fuera, digamos, del intervalo $(x-1,x+1)$ ¡!

Existe un morfismo de anillo canónico $\mathcal C^\infty(M)_{\frak m} \to \mathcal C^\infty_{M,x}$ y el resultado extraño, tal vez subestimado, es que es un isomorfismo.

Para responder a su pregunta:
1) En la primera encarnación un elemento invertible es un germen $[(U,h)]$ con $h(x)\neq o$ y su inversa es $[(U',1/h)]$ , donde $U'\subset U$ es una vecindad de $x$ en el que $h$ no tiene cero.
2) En la segunda encarnación un elemento invertible de $\mathcal C^\infty(M)_{\frak m}$ es una fracción de la forma $f/g$ con $f(x)\neq 0$ (además de $g(x)\neq 0$ por supuesto), y su inversa es $g/f$ .

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