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Stefan Kebekus 2023-04-19 11:23:56 +02:00
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00.tex
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@ -9,9 +9,9 @@ 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
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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.
@ -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

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02.tex
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@ -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 $B_{p_0,…,p_n}()$ algebraisch ist! Sie
Ich behaupte, dass die Bildmenge $B_{p_0,…,p_n}()$ algebraisch ist! Sie
finden Abbildungen und weiterführende Informationen auf
\href{https://de.wikipedia.org/wiki/B\%C3\%A9zierkurve}{Wikipedia}.
\end{bsp}

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03.tex
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@ -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 $(nn)$-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
\[
Δ := (b·δ_{ij} + a_{ij})_{ij}\operatorname{Mat}(nn; B)
\]
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