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@ -205,7 +205,7 @@ unabhängiger Aussagen eingeteilt, die einzeln bewiesen werden.
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\video{14-2}
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\end{proof}
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\begin{satz}[Primideale über gegebenen Ideal sind nicht ineinander enthalten]
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\begin{satz}[Primideale über gegebenen Ideal sind nicht ineinander enthalten]\label{satz:12-2-9}
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Es sei $A ⊂ B$ eine ganze Erweiterung von Integritätsringen. Weiter sei $p ⊂
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A$ Primideal und es seien $q_1 ⊂ q_2 ⊂ B$ Primideale über $p$. Dann ist $q_1
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= q_2$.
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@ -257,7 +257,7 @@ ganzen Ringerweiterungen beweisen.
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Satz~\ref{satz:12-2-8} ein Primideal $p ⊂ k[X]$ über $m_Y$. Insbesondere gibt
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es ein maximales Ideal $m_x ⊂ k[X]$ über $m_Y$. Überlegen Sie sich, was das
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geometrisch bedeutet: Es gibt einen Punkt $x ∈ X$, der auf $y ∈ Y$ abgebildet
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wird. Die Abbildung $f$ muss also surjektiv sein!
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wird. Die Abbildung $f$ muss also surjektiv sein!
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\end{beobachtung}
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\begin{fakt}
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@ -10,7 +10,7 @@ eines Polynomrings zurückzuführen. Die Formulierung des Satzes über die
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Noether-Normalisierung ist aber zunächst einmal recht technisch.
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\begin{satz}[Noether-Normalisierung]\label{satz:13-0-1}%
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Es sei $k$ ein Körper und es sei $A$ eine endlich erzeugte $k$-Algebra. Weiter
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Es sei $k$ ein Körper und es sei $A$ eine endlich erzeugte $k$-Algebra. Weiter
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sei $I ⊂ A$ ein Ideal. Dann gibt es Zahlen $α ≤ d$ und Elemente $y_1, …, y_d
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∈ A$, sodass Folgendes gilt.
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\begin{enumerate}
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@ -235,7 +235,7 @@ die längst überfällige Frage, was die Dimension des affinen Raums ist.
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\begin{aufgabe}
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Finden Sie einen geometrisch sinnvollen Nicht-Integritätsring in dem es zwei
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unterschiedlich lange maximal lange Primidealketten gibt! Tipp: die
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unterschiedlich lange maximal lange Primidealketten gibt! Tipp: Die
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verschiedenen irreduziblen Komponenten einer algebraischen Menge müssen nicht
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dieselbe Dimension haben.
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\end{aufgabe}
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@ -301,10 +301,29 @@ ist eine recht einfache Abwandlung der Definition von Dimension.
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angenommen wird. Also ist $\height p = d-α$.
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\end{bsp}
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\begin{kor}\label{kor:13-3-9}%
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\begin{bsp}\label{bsp:13-3-9}%
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Es sei $A ⊂ B$ eine ganze Erweiterung von Integritätsringen. Weiter
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seien $p ⊂ A$ und $q ⊂ B$ Primideale, sodass $q$ über $p$ liegt.
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\begin{itemize}
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\item Gegeben eine strikte Kette $q_0 ⊊ q_1 ⊊ ⋯
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⊊ q_m = q$ von Primidealen in $B$, so setze $p_i := q_i ∩ A$ und
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erhalte eine Kette $p_0 ⊊ p_1 ⊊ ⋯ ⊊ p_m = p$
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von Primidealen in $A$, die nach Satz~\ref{satz:12-2-9} strikt ist.
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Insbesondere ist $\height p ≥ \height q$.
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\item Gegeben sei eine strikte Kette $p_0 ⊊ p_1 ⊊ ⋯
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⊊ p_m = p$ von Primidealen in $A$. Wenn $A$ normal ist, dann gibt
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es nach Satz~\ref{satz:goingDown} (``Going Down'') eine strikte Kette $q_0
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⊊ q_1 ⊊ ⋯ ⊊ q_m = q$ von Primidealen in $B$,
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wobei die $q_{•}$ über den $p_{•}$ liegen. Insbesondere ist
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$\height q ≥ \height p$.
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\end{itemize}
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\end{bsp}
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\begin{kor}\label{kor:13-3-10}%
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Es sei $k$ ein algebraisch abgeschlossener Körper und es sei $A$ ein
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Integritätsring der Form $A = k[x_1, …, x_n]/I$. Gegeben ein Primideal $p ⊂
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A$ ein Primideal, dann ist
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A$, dann ist
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\[
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\dim A = \height(p) + \dim(A/p).
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\]
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@ -328,10 +347,12 @@ ist eine recht einfache Abwandlung der Definition von Dimension.
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\item Das Ideal $q := p ∩ k[y_1, …, y_d]$ ist von der Form
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$q = (y_α, …, y_d)$, also ist
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\[
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k[y_1, …,y_d]/q \simeq k[y_1, …, y_α]
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k[y_1, …,y_d]/q \simeq k[\overline{y_1}, …, \overline{y_α}]
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\]
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und dieser Ring hat die Dimension $α$. Zusätzlich gilt nach
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Beispiel~\ref{bsp:13-3-8} die Gleichung $\height q = d-α$.
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und dieser Ring hat die Dimension $α$.
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\item Nach Beispiel~\ref{bsp:13-3-8} ist $\height q = d-α$. Nach
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Beispiel~\ref{bsp:13-3-9} ist $\height p = \height q$.
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\end{itemize}
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Zu guter Letzt: Da die Erweiterung $k[y_1, …,y_d]/q ⊂ k[x_1, …,x_n]/p$ nach
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Satz~\ref{satz:12-2-5} wieder ganz ist, haben die beiden Ringe die gleiche
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@ -343,7 +364,7 @@ ist eine recht einfache Abwandlung der Definition von Dimension.
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\end{proof}
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\begin{warnung}[Dimensionsbegriff für beliebige Ringe]
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In Korollar~\ref{kor:13-3-9} ist die Annahme, dass $A$ von der Form $A =
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In Korollar~\ref{kor:13-3-10} ist die Annahme, dass $A$ von der Form $A =
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K[x_1, …,x_n]/I$ ist, absolut notwendig. Für beliebige Ringe ist die Aussage
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des Korollars falsch! Tatsächlich verhält sich der Begriff „Dimension“ für
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beliebige Ringe ziemlich kontra-intuitiv und ist in der Praxis einigermaßen
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@ -355,7 +376,7 @@ ist eine recht einfache Abwandlung der Definition von Dimension.
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Das Kapitel über Dimension wäre nicht vollständig ohne den Krullschen
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Hauptidealsatz. Der Beweis ist recht algebraisch, aber mit unseren Methoden
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(„Going Up/Down + Noether Normalisierung“) jetzt ohne weiteres möglich. Dennoch
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(„Going Up/Down + Noether Normalisierung“) jetzt ohne weiteres möglich. Dennoch
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möchte ich lieber im Stoff vorankommen und nenne den Satz deshalb hier nur ohne
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Beweis.
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@ -367,7 +388,7 @@ Beweis.
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$i$. \qed
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\end{satz}
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Zusammen mit Korollar~\ref{kor:13-3-9} sagt der Krullsche Hauptidealsatz unter
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Zusammen mit Korollar~\ref{kor:13-3-10} sagt der Krullsche Hauptidealsatz unter
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anderem Folgendes: Sei $f ∈ k[x_1, …, x_n] ∖ \{ 0\}$ ein Polynom. Dann hat jede
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irreduzible Komponente von $V(f)$ die Dimension $n-1$.
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@ -111,7 +111,7 @@ wieso der affine Raum eine Teilmenge des projektiven Raumes ist und wo die
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\[
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φ_2 : ℝ² → ℙ²_ℝ, \quad (x,y) ↦ [x:y:1],
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\]
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die es uns erlaubt, die Ebene $ℝ²$ als Teilmenge des $ℙ³_ℝ$ aufzufassen. Die
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die es uns erlaubt, die Ebene $ℝ²$ als Teilmenge des $ℙ³_ℝ$ aufzufassen. Die
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Abbildung $φ_2$ ist natürlich nicht surjektiv. Überlegen Sie sich, dass die
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Menge der Punkte, die \emph{nicht} im Bild von $φ_2$ liegen, exakt die Menge
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\[
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@ -238,7 +238,7 @@ wird.
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\end{defn}
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Über Projektivitäten lässt sich viel sagen ($→$ Vorlesung „Elementargeometrie“).
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Ich beschränke mich hier nur auf folgende Bemerkung. Manche der Projektivitäten
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Ich beschränke mich hier nur auf folgende Bemerkung. Manche der Projektivitäten
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werden die Menge $U_2$ wieder auf die Menge $U_2$ abbilden. Gegeben eine solche
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Projektivität $φ$, so erhält man also Abbildungen $𝔸²_k ≅ U_2 \xrightarrow{φ}
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U_2 ≅ 𝔸²_k$. Überlegen Sie sich, dass die Abbildungen $𝔸²_k → 𝔸²_k$, die man
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@ -39,7 +39,7 @@ gar nicht sinnvoll ist\footnote{Es ist $[1:1] = [2:2] ∈ ℙ¹_k$, aber es ist
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Zusammenfassend können wir also folgendes sagen: falls $f ∈ k[x_0, …, x_n]$
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irgendein Polynom ist, so kann man im Allgemeinen nicht sinnvoll von der
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„Nullstellenmenge des Polynoms $f$ im projektiven Raum $ℙ^n_k$“ sprechen. Falls
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„Nullstellenmenge des Polynoms $f$ im projektiven Raum $ℙ^n_k$“ sprechen. Falls
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das Polynom $f$ hingegen homogen ist, dann wird der Begriff der Nullstellenmenge
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sinnvoll. Nullstellenmengen von homogenen Polynomen sind prototypische
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Beispiele von dem, was wir in Kürze als „algebraische Teilmengen des projektiven
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@ -165,7 +165,7 @@ Sätze stellen klar, um welche Ideale es sich dabei handelt.
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Wir erkennen: gegeben ein homogenes Ideal $I ⊂ k[x_0, …, x_n]$ und gegeben ein
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Satz von homogenen Erzeugern, $I = (f_1, …, f_m)$, dann ist $V(I) = V(f_1, …,
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f_m)$ ein Kegel und definiert eine Menge $V_{ℙ}(I) ⊂ ℙ^n_n$. Die Umkehrung gilt,
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f_m)$ ein Kegel und definiert eine Menge $V_{ℙ}(I) ⊂ ℙ^n_n$. Die Umkehrung gilt,
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sofern man sich auf Radikalideale beschränkt.
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\begin{satz}[Kegel und homogene Ideale]
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@ -6,7 +6,7 @@
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\sideremark{Vorlesung 21}Wie im Abschnitt~\ref{sec:14-1} angekündigt, möchte ich
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jetzt zeigen, dass sich in der projektiven Ebene $ℙ²$ zwei Kurven vom Grad $d_1$
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und $d_2$ immer in genau $d_1·d_2$ vielen Punkten schneiden, wenn die Kurven
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nicht zufällig gleich sind oder zumindest eine gemeinsame Komponente haben. Dazu
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nicht zufällig gleich sind oder zumindest eine gemeinsame Komponente haben. Dazu
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muss ich aber vielleicht erst noch sagen, was eine projektive Kurve genau ist.
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Die folgende Definition haben Sie ganz analog schon einmal auf
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Seite~\ref{def:eak} gesehen.
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@ -20,7 +20,7 @@ Seite~\ref{def:eak} gesehen.
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\end{defn}
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\begin{bsp}
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Die Konik aus Beispiel~\vref{bsp:konik} ist eine ebene projektive Kurven. Wenn
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Die Konik aus Beispiel~\vref{bsp:konik} ist eine ebene projektive Kurven. Wenn
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Ihnen Beispiel~\vref{bsp:ellipti} gefallen hat, dann möchten Sie vielleicht
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auch die elliptische Kurve $y²z - x³ + 6·xz² - 6·z³$ betrachten.
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\end{bsp}
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@ -39,7 +39,7 @@ Seite~\ref{def:eak} gesehen.
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Der nächste Schritt ist nun, für projektive Kurven einen sinnvollen Begriff von
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„Schnittzahl“ einzuführen, der sich am besten nicht völlig von den Schnittzahlen
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unterscheidet, die wir für affine Kurven schon definiert haben. Wenn Sie sich an
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unterscheidet, die wir für affine Kurven schon definiert haben. Wenn Sie sich an
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den Beweis von Satz~\ref{satz:EES} erinnern, dann wissen Sie, dass lokale Ringe
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eine zentrale Rolle spielen. Also müssen wir zunächst auch für projektive
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Kurven einen Begriff von „lokalen Ring“ einführen. Auf geht's.
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@ -163,7 +163,7 @@ Beobachtung~\ref{beob:17-2-1} ermöglicht jetzt die Definition von Schnittzahlen
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\begin{defn}[Schnittzahl von ebenen projektiven Kurven]\label{def:schnittzahlp}%
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Es sei $k$ ein algebraisch abgeschlossener Körper und es seien $F$ und $G ∈
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k[x, y, z]$ zwei ebene projektive Kurven. Weiter sei $p ∈ ℙ²$ ein Punkt. Dann
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k[x, y, z]$ zwei ebene projektive Kurven. Weiter sei $p ∈ ℙ²$ ein Punkt. Dann
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definiere die \emph{Schnittzahl}\index{Schnittzahl!von ebenen projektiven
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Kurven} der Kurven $F$ und $G$ im Punkt $p$ als
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\[
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@ -222,7 +222,7 @@ projektiven Kurven.
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\begin{satz}[Satz von Bézout]
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Es sei $k$ ein algebraisch abgeschlossener Körper und es seien $F$ und $G ∈
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k[x, y, z]$ zwei ebene projektive Kurven ohne gemeinsame Komponente. Dann gilt
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k[x, y, z]$ zwei ebene projektive Kurven ohne gemeinsame Komponente. Dann gilt
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die Gleichung
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\[
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\sum_{p ∈ ℙ²} \Int_p(F,G) = (\deg F)·(\deg G).
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@ -231,7 +231,7 @@ projektiven Kurven.
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\begin{proof}
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Der Beweis ist aus \cite[Sect.~5.3]{MR1042981} abgekupfert, vielleicht wollen
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Sie auch einmal direkt in diese Quelle schauen. Um allzu viele Indizes zu
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vermeiden, bezeichnen wir die Koordinaten projektive Ebene mit $[x:y:z]$. Weil
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vermeiden, bezeichnen wir die Koordinaten projektive Ebene mit $[x:y:z]$. Weil
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die Kurven $F$ und $G$ keine gemeinsame Komponente haben, ist die Schnittmenge
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von $F$ und $G$ ist endlich. Nach Komposition mit einer geeigneten
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Projektivität erlaubt Fakt~\ref{fakt:17-2-4} deshalb, ohne Beschränkung der
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