KommutativeAlgebra/00.tex

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\section*{Vorbemerkung}

Dieses Skript zur Vorlesung „Kommutative Algebra und Einführung in die
Algebraische Geometrie“ baut auf einer sehr ausführlichen Vorlesungsmitschrift
auf, die Christoph Stappen vor einigen Jahren in meiner Vorlesung angefertigt
hat.  Der Stoff ist in 24 Vorlesungen eingeteilt, was ungefähr der Länge eines
Sommersemesters entspricht.

Dieses Skript wird ständig weiter geschrieben.  Um schnell zu erkennen, ob der
Text seit ihrem letzten Besuch geändert wurde finden Sie unten auf jeder Seite
die aktuelle Revisionsnummer und das Datum der letzten Änderung.  Vermutlich
lohnt es sich gar nicht, diese PDF-Datei auf Ihrem Computer zu speichern: holen
Sie sich einfach immer die neueste Version aus der Cloud, dann sind sie stets
auf dem aktuellen Stand.

Beim Schreiben werden uns ganz bestimmt ein paar Fehler unterlaufen.  Falls Sie
ein Problem entdecken oder sich nicht sicher sind, sprechen Sie einen
Mitarbeiter an oder melden Sie sich bitte direkt per E-Mail bei
\href{mailto:stefan.kebekus@math.uni-freiburg.de}{Stefan Kebekus} oder
\href{mailto:andreas.demleitner@math.uni-freiburg.de}{Andreas Demleitner}.  Wir
korrigieren schnellstmöglich!  Wir bedanken uns besonders bei Paul Meffle und
Julian Wiedermann, die mit ihren Fehlermeldungen zur Qualität des Skripts
beigetragen haben.

Schließlich: es gibt im Internet eine große Zahl von guten Quellen, Erklärvideos
und anderem.  Wenn Sie eine gute Quelle finden, melden Sie sich bitte.  Wir
fügen gern einen Link in den Text ein!

\bigskip

\textbf{Wir wünschen Ihnen viel Erfolg -- und auch ein wenig Spaß}



\subsection*{Literatur}

Algebraische Geometrie ist ein sehr großes sehr altes Teilgebiet der reinen
Mathematik.  Entsprechend gibt es eine \emph{riesige} Sammlung an guten
Einführungsbüchern, Skripten und Web-Seiten, die jeweils unterschiedliche
Schwerpunkte setzen.  Ich nenne hier nur einige derjenigen Skripte, die dem
Aufbau dieser Vorlesung inhaltlich nahestehen.  Das Internet ist voll von
weiteren Materialien!

Wie immer rate ich Ihnen, möglichst viele Quellen gleichzeitig zu
verwenden.  Wikipedia ist auch noch da.

\begin{itemize}
\item Der Kollege Andreas Gathmann aus Kaiserslautern hat eine Reihe von
  hervorragenden
  \href{https://www.mathematik.uni-kl.de/~gathmann/de/alggeom.php}{Skripten zur
  Algebraischen Geometrie}, die diese Vorlesung perfekt ergänzen.

\item Der Kollege \href{http://math.stanford.edu/~vakil/}{Ravi Vakil} aus
  Stanford gibt regelmäßig Kurse zu
  \href{https://math216.wordpress.com/}{Foundations of Algebraic Geometry}.  Sein
  Skript \href{http://math.stanford.edu/~vakil/216blog/}{The Rising Sea:
  Foundations Of Algebraic Geometry Notes} ist ein bisschen lang, aber ein
  absolutes Muss.  Es gibt auch jede Menge anderes Material, wie einen
  YouTube-Kanal
  \href{https://www.youtube.com/channel/UCy3u23mZE4TyW88yr6JLx9A}{Algebraic
  Geometry In The Time Of COVID} mit sehr hörenswerten „Pseudo-Vorlesungen“.

\item Teile dieser Vorlesung orientieren sich an dem Einführungstext
  \cite{MR1042981} von William Fulton, das kostenlos auf
  \href{http://www.math.lsa.umich.edu/~wfulton/}{Fulton's Homepage}
  heruntergeladen werden kann.
  
\item Das Buch \cite{MR0242802} ist ein Klassiker, der das wichtigste zur
  kommutativen Algebra knapp, aber sehr klar darstellt.  Das Gegenteil ist
  Eisenbud's massives Werk \cite{E95}, mit dem man einen LKW vor dem Wegrollen
  sichern kann.  Eisenbud's Buch ist ebenfalls
  \href{https://doi.org/10.1007/978-1-4612-5350-1}{im Uni-Netz verfügbar}.  Es
  ist umfassend und gut lesbar, variiert aber stark im Schwierigkeitsgrad.
 
\item Das Buch \cite{Ha77}, das Sie sich
  \href{https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3849-0}{aus dem Universitätsnetz
  kostenlos herunterladen} können, ist der Klassiker unter den Einführungstexten
  in die Algebraische Geometrie.  Das Buch behandelt viel, viel mehr Material
  als wir in diesem Kurs diskutieren werden.  Aber schon allein das erste
  Kapitel lohnt sich…

\item Das Buch \cite{Harris95}, das Sie sich ebenfalls
  \href{https://doi.org/10.1007/978-1-4757-2189-8}{kostenlos aus dem
  Universitätsnetz} herunterladen können, ist eher eine sehr durchdachte
  Beispielsammlung zur Algebraischen Geometrie als ein Lehrbuch.  Hier finden
  Sie Beispiele für ALLES, was in dieser Vorlesung passiert.

\item Das elementare Einführungsbuch \cite{MR982494} von Miles Reid enthält
  ebenfalls jede Menge sorgfältig ausgewählte Beispiele, aber relativ wenig
  Theorie.

\item Im Gegensatz zu den anderen Büchern legt das Buch \cite{MR3330490}, das
  Sie sich \href{https://doi.org/10.1007/978-3-319-16721-3}{aus dem
    Universitätsnetz kostenlos herunterladen können}, den Schwerpunkt auf den
  algorithmischen Aspekten der Algebraischen Geometrie.  Hier wird mit Computern
  gerechnet!

\item Der Kollege \href{http://www.math.columbia.edu/~dejong/}{Aise Johan de
    Jong} betreibt das \href{https://stacks.math.columbia.edu/}{Stacks project}
  --- eine enzyklopädische Open-Source Sammlung aller technischen Grundlagen der
  Algebraischen Geometrie.  Die Seite ist zwar ziemlich technisch, ist aber in
  den letzten Jahren zu \emph{der} Referenz des Fachgebietes geworden.  Hier
  findet sich ALLES, was man jemals braucht.
\end{itemize}


\subsection*{Computer-Programme}

Sie müssen nicht programmieren können, um an dieser Vorlesung teilzunehmen.
Computer können Ihnen aber oft helfen, komplizierte Rechnungen zu überprüfen,
außerdem kann man schöne Bilder malen.  Wir akzeptieren für Hausaufgaben
Rechnungen mit Computer-Algebra-Systemen, wenn diese nachvollziehbar und gut
dokumentiert sind.  Das kann zum Beispiel beim Ausmultiplizieren und
vereinfachen von Polynomen hilfreich sein.  Wenn Sie als Hausaufgabe nachrechnen
sollen, dass ein gegebenes Polynom $f$ irreduzibel ist, dann werden wir den
Output von „\texttt{isIrreducible($f$)}“ aber nicht akzeptieren.


\subsubsection*{Sage}

Sage ist ein Computer-Algebra-System, mit dem man jede Art von Rechnungen
durchführen kann; auf \url{http://www.sagemath.org} können Sie das Programm
herunterladen; dort finden Sie auch unendlich viele Anleitungen, Beispiele, etc.
Sie können das Programm entweder auf Ihrem eigenen Computer installieren, oder
den Service CoCalc verwenden.


\subsubsection*{CoCalc}

CoCalc, im Internet unter \url{https://cocalc.com} zu finden, ist eine
Web-Seite, auf der Sie Rechnungen mit Sage durchführen können.  Leider ist der
kostenlose Dienst manchmal etwas langsam.


\subsubsection*{Macaulay2}

Das Standard-Computer-Algebra-System der Algebraischen Geometrie ist
\href{http://www2.macaulay2.com/Macaulay2/}{Macaulay2}, das Sie sich kostenlos
herunterladen können.  Macaulay2 kann alles, was wir hier machen, ist aber nicht
leicht zu benutzen.