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Irreductibilidad de una Variedad Afín y su Proyectivas de Cierre

El volumen I de Shaferevich del Básico de la Geometría Algebraica tiene el siguiente ejercicio:

Muestran que la variedad afín $U$ es irreducible si y sólo si su cierre $\bar U$ en un espacio proyectivo es irreductible.

Desafortunadamente, él no explícitamente dar una definición de la irreductibilidad de quasiprojective variedades. Basado en la definición de (cerrado) establece en el espacio afín, supuse que una quasiprojective variedad $X$ es reducible si hay conjuntos cerrados $Z_1, Z_2$ de manera tal que no contiene $X$ y tales que $$\left ( Z_1 \cap X \right ) \cup \left ( Z_2 \cap X \right ) = X$$ (es decir, $X$ puede ser escrito como un trivial de la unión de conjuntos que son cerrados con respecto a $X$).

He encontrado una bastante fácil la prueba de que $U$ es reducible iff $\bar U$ es, que da a la proposición. Sin embargo, desconfío porque no confían en absoluto en el hecho de que $U$ es una variedad afín, o incluso un quasiprojective variedad en absoluto (en el sentido de que si se define irreductibilidad de arbitraria de subconjuntos de un espacio proyectivo, que todavía funciona).

Una razón para esto podría ser que un quasiprojective variedad es irreductible iff su proyectivas de cierre es, y el punto de este ejercicio es observar este, y que las definiciones de irreductibilidad para afín variedades y para afín conjuntos cerrados de acuerdo. La otra podría ser que mi solución no funciona, o que me he equivocado de definición. Me estoy preguntando cual es el caso.

Mi prueba es como sigue: en Primer lugar asumir que $U$ es reducible. La hemos conjuntos cerrados $Z_1$, $Z_2$, ninguno de los cuales contienen $U$, de tal manera que $ \left ( Z_1 \cap U \right ) \cup \left (Z_2 \cap U \right ) = U$. Como $Z_1 \cup Z_2 \supseteq U$ está cerrado, tenemos a $Z_1 \cup Z_2 \supseteq \bar U$. Pero tampoco de la $Z_i$ contienen $\bar U$, ya que el $\bar U \supseteq U$, y desde $Z_1 \cup Z_2$ es un conjunto cerrado que contiene $U$, $Z_1 \cup Z_2$ contiene $\bar U$$\left ( Z_1 \cap \bar U \right ) \cup \left ( Z_2 \cap \bar U \right ) = \bar U$, de modo que $\bar U $ es reducible. La prueba en el otro sentido es casi idéntico.

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Joachim Puntos 2186

En efecto, la prueba no necesita de la variedad de la estructura. Todo lo que necesitamos es que la variedad afín es un abierto no vacío subconjunto de sus proyectivas de cierre. La definición de irreductible es, de hecho, puramente topológico: si algo de espacio $X$ es la unión de dos conjuntos cerrados, uno de ellos tiene que ser todo el espacio. Tenga en cuenta que si usted ve una variedad afín como afín o abrir en su proyectivas de cierre no cambia la topología.

Tenemos las siguientes:

  • Cualquier vacío subconjunto abierto de un espacio irreductible sí es irreducible y denso
  • Si $Y \subset X$ es irreductible en la topología de subespacio, el cierre de $Y$ $X$ es de nuevo irreductible

Que usted debe ser capaz de demostrar.

Ver Hartshorne 1.1.3 y 1.1.4.

Espero que esta ayuda.

Editar: Por cierto, ¿conoce usted el equivalente definiciones de irreductible? Los siguientes son equivalentes:

  • $X$ es irreductible
  • Cualquier vacío abierto en $X$ es densa
  • Cualquiera de los dos no vacío se abre en $X$ tienen intersección no vacía

Demostrando la equivalencia no es difícil y un buen ejercicio.

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Andrew Puntos 7942

Tienes razón que irreductibilidad no depende de si su variedad es afín o no. Sólo depende de la topología. Por ejemplo, en la topología de Zariski $\mathbb R$ es irreductible. Pero con la topología usual es no: considere la adecuada cerrado subconjuntos $(-\infty,1]\cup[0,\infty)$.

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