diff --git a/00.tex b/00.tex index 2a0e3e3..a60a14b 100644 --- a/00.tex +++ b/00.tex @@ -9,12 +9,12 @@ 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 +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 +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. +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 @@ -55,7 +55,7 @@ verwenden. Wikipedia ist auch noch da. \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 + \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 diff --git a/02.tex b/02.tex index 564c642..e81fcac 100644 --- a/02.tex +++ b/02.tex @@ -62,7 +62,7 @@ Klingt besser. \end{bsp} \begin{bsp}[Graph einer rationalen Funktion] - Es sei $k$ ein Körper und es sei $f ∈ k(x)$ eine rationale Funktion. Schreibe + Es sei $k$ ein Körper und es sei $f ∈ k(x)$ eine rationale Funktion. Schreibe $f$ als Quotient, $f = a/b$, wobei $a$ und $b ∈ k[x]$ teilerfremde Polynome sind. Dann ist der Graph von $f$, \[ @@ -195,7 +195,7 @@ Klingt besser. \[ B_{p_0,…,p_n} : [0, 1] → ℝ². \] - Ich behaupte, dass die Bildmenge $B_{p_0,…,p_n}(ℝ)$ algebraisch ist! Sie + Ich behaupte, dass die Bildmenge $B_{p_0,…,p_n}(ℝ)$ algebraisch ist! Sie finden Abbildungen und weiterführende Informationen auf \href{https://de.wikipedia.org/wiki/B\%C3\%A9zierkurve}{Wikipedia}. \end{bsp} diff --git a/03.tex b/03.tex index f30982a..bc26b09 100644 --- a/03.tex +++ b/03.tex @@ -19,8 +19,8 @@ Multiplikation. \begin{notation} In dieser Vorlesung ist mit dem Wort „Ring“ immer ein kommutativer Ring mit 1 gemeint. Ein Ringmorphiums $\varphi: A \rightarrow B$ erfüllt per Annahme die - Bedingung $\varphi(1_A) = 1_B$. Sind $A$ und $B$ Ringe und $A ⊆ B$, so nennen - wir das eine \emph{Ringerweiterung}\index{Ringerweiterung}. + Bedingung $\varphi(1_A) = 1_B$. Eine + \emph{Ringerweiterung}\index{Ringerweiterung} $A ⊆ B$ ist das, was Sie denken. \end{notation} @@ -51,7 +51,7 @@ Polynoms. \end{defn} \begin{defn}[Ringadjunktion]\label{def:rad}% - Es sei $A ⊆ B$ eine Ringerweiterung. Weiter sei eine Teilmenge $M ⊂ B$ + Es sei $A ⊆ B$ eine Ringerweiterung. Weiter sei eine Teilmenge $M ⊂ B$ gegeben. Definiere dann den Unterring \[ A[M] := \bigcap_{R ∈ א} R, @@ -154,8 +154,7 @@ mit ganzen Elementen in Ringerweiterungen auch. \item\label{il:3-2-9-2} Der Ring $A[b]$ ist als $A$-Modul endlich erzeugt. \item\label{il:3-2-9-3} Es gibt einen Zwischenring $A[b] ⊆ M ⊆ B$, der als - $A$-Modul endlich erzeugt ist und die zusätzliche Eigenschaft hat, dass $\{ - b·m \::\: m ∈ M \} = M$ ist. + $A$-Modul endlich erzeugt ist. \end{enumerate} \end{satz} @@ -178,10 +177,61 @@ auch für Matrizen über Ringen gilt. gilt, wobei $E$ die $(n⨯n)$-Einheitsmatrix ist. \qed \end{satz} -\begin{proof}[Beweis von Satz~\ref{satz:3-2-9}] - \video{2-1}. Hinweis: im Erklärvideo schreibe ich versehentlich $\{ b·m \::\: - m ∈ M \} ⊆ M$ statt $\{ b·m \::\: m ∈ M \} = M$. Ich bitte, diese Panne zu - entschuldigen. +\begin{proof}[Beweis von Satz~\ref{satz:3-2-9}, Folgerung \ref{il:3-2-9-1} $⇒$ \ref{il:3-2-9-2}] + Es sei $b$ ganz über $A$ mit Ganzheitsgleichung + \[ + b^n + a_{n-1}·b^{n-1} + ⋯ + a_1·b + a_0 = 0. + \] + Dann ist + \begin{equation}\label{eq:3-3-2-1} + b^n = -(a_{n-1}·b^{n-1} + ⋯ + a_1·b + a_0). + \end{equation} + Wir wissen: jedes Element des Ringes $A[b]$ kann als Polynom $\sum_i + α_i·b_i$ geschrieben werden, wobei die $α_i ∈ A$ geeignete + Elemente sind. Mit \eqref{eq:3-3-2-1} folgt: die Element $1, b, b², …, + b^{n-1}$ erzeugen daher $A[b]$ als $A$-Modul. +\end{proof} + +\begin{proof}[Beweis von Satz~\ref{satz:3-2-9}, Folgerung \ref{il:3-2-9-2} $⇒$ \ref{il:3-2-9-1}] + Setze $M := A[b]$, fertig. +\end{proof} + +\begin{proof}[Beweis von Satz~\ref{satz:3-2-9}, Folgerung \ref{il:3-2-9-3} $⇒$ \ref{il:3-2-9-1}] + Wähle ein endliches Erzeugendensystem $m_1, …, m_n$ des Ringes $M$ als + $A$-Modul. Wir können also jedes Element von $M$ als $A$-Linear\-kombination + der $m_•$ schreiben. Machen wir das. + \begin{align*} + 1_M & = a_1·m_1 + ⋯ + a_n·m_n \\ + b·m_1 &= a_{11}·m_1 + ⋯ + a_{1n}·m_n \\ + \vdots \\ + b·m_n &= a_{n1}·m_1 + ⋯ + a_{nn}·m_n + \end{align*} + Wir fassen die letzten Zeilen zu einer Matrix zusammen und betrachten + \[ + Δ := (b·δ_{ij} + a_{ij})_{ij} ∈ \operatorname{Mat}(n⨯n; B) + \] + Dann ist + \[ + Δ · \begin{pmatrix} m_1 \\ \vdots \\ m_n \end{pmatrix} = \vec{0} ∈ B^n. + \] + Wir würden gern folgern, dass $\det Δ = 0_M$ ist, dazu ist aber etwas + Argumentation nötig --- beachten Sie, dass $B$ ein Ring ist, der vielleicht + Nullteiler enthält! Dazu kommt jetzt die Cramersche Regel ins Spiel: wenn + $Δ^*$ die adjungierte Matrix bezeichnet, dann gilt nämlich auf jeden Fall + \[ + (\det Δ) · \begin{pmatrix} m_1 \\ \vdots \\ m_n \end{pmatrix} = + Δ^* Δ · \begin{pmatrix} m_1 \\ \vdots \\ m_n \end{pmatrix} = Δ^*·\vec{0} = \vec{0} ∈ B^n. + \] + Also gilt für jeden Index $i$ die Gleichung $(\det Δ)·m_i = 0_M$. Dann ist + aber auch + \[ + \det Δ = (\det Δ)·1_M = (\det Δ)·(a_1·m_1 + ⋯ + a_n·m_n) = 0_M. + \] + Mit $\det Δ = 0_M$ folgt aber, dass $b ∈ B$ Nullstelle des normierten Polynoms + \[ + \det (x·δ_{ij}-a_{ij}) ∈ A[x] + \] + ist. Wir haben also eine Ganzheitsgleichung für $b$ gefunden. \end{proof} \sideremark{Vorlesung 3}Die Charakterisierung von Ganzheit aus