Düz morfizm - Flat morphism

İçinde matematik, özellikle teorisinde şemalar içinde cebirsel geometri, bir düz morfizm f bir şemadan X bir şemaya Y bir morfizmdir, öyle ki her bir sap halkaların düz bir haritasıdır, yani

herkes için düz bir harita P içinde X.[1] Yüzüklerin haritası BirB denir düz yapan bir homomorfizm ise B a düz Bir-modül. Şema morfizmi denir sadakatle düz hem örten hem de düz ise.[2]

Düz morfizmlerle ilgili iki temel sezgi şunlardır:

  • düzlük bir genel özellik; ve
  • düzlüğün başarısızlığı, morfizmin atlama setinde meydana gelir.

Bunlardan ilki değişmeli cebir: bazılarına tabi sonluluk koşulları açık fboş olmayan bir açık alt şema olduğu gösterilebilir Y' nın-nin Y, öyle ki f sınırlı Y′ Düz bir morfizmdir (genel düzlük ). Burada 'kısıtlama', şemaların fiber ürünü, uygulanan f ve dahil etme haritası nın-nin Y′ İçine Y.

İkincisi, fikir cebirsel geometrideki morfizmlerin düzlük tarafından tespit edilen bir tür süreksizlikler sergileyebileceğidir. Örneğin, operasyonu aşağı üfleme içinde ikili geometri bir cebirsel yüzey, tek verebilir lif bu, tüm diğerleri 0 boyutuna sahipken 1. boyuttadır. Görünüşe göre (geriye dönük olarak) morfizmlerdeki düzlük, bu tür yarı süreklilik veya tek taraflı atlama.

Düz morfizmler, (birden fazla versiyonunu) tanımlamak için kullanılır. düz topolar, ve düz kohomoloji ondan demet. Bu derin yalan söyleyen bir teoridir ve idare edilmesi kolay bulunmamıştır. Kavramı étale morfizmi (ve bu yüzden étale kohomolojisi ) düz morfizm kavramına bağlıdır: düz bir morfizmin düz, sonlu tipte ve çerçevesiz.

Örnekler / örnek olmayanlar

Afin şemasını düşünün

cebirlerin bariz morfizminden kaynaklanan

Bu morfizm için düzlüğün kanıtlanması hesaplama anlamına geldiğinden[3]

karmaşık sayıları çözüyoruz

ve dizilimini veren şemamızı temsil eden modül tarafından tensör -modüller

Çünkü t değil sıfır bölen önemsiz bir çekirdeğimiz var, dolayısıyla homoloji grubu yok oluyor.

Düz morfizmin diğer örnekleri "mucize düzlük" kullanılarak bulunabilir.[4] bir morfizminiz varsa bir cohen-macaulay şeması ile eşit boyutlu lifleri olan normal bir şema arasında, o zaman düzdür. Bunun kolay örnekleri eliptik fibrilasyonlar, pürüzsüz morfizmler ve morfizmler tabakalı çeşitler Katmanların her birinde mucize düzlüğü tatmin eden.

Düz bir morfizmin basit olmayan bir örneği Çünkü hesaplarsak düz bir çözünürlük almalıyız k,

ve çözünürlüğü tensörle k, onu bulduk

morfizmin düz olamayacağını gösteriyor. Düz bir morfizmin başka bir örneği olmayan bir patlamak çünkü düz bir morfizm zorunlu olarak eşit boyutlu liflere sahiptir.

Düz morfizmlerin özellikleri

İzin Vermek f : XY şemaların bir morfizmi olabilir. Bir morfizm için g : Y′ → Y, İzin Vermek X′ = X ×Y Y ve f′ = (f, 1Y) : X′ → Y. f düz, ancak ve ancak her biri için ggeri çekilme yarı uyumlu kategorisinden tam bir fonksiyondur -yarı uyumlu kategorisine modüller -modüller.[5]

Varsaymak f : XY ve g : YZ şemaların morfizmleridir ve f düz x içinde X. Sonra g düz f(x) ancak ve ancak gf düz x.[6] Özellikle, eğer f sadakatle düz, o zaman g düz veya aslına uygun düzdür ancak ve ancak gf sırasıyla düz veya aslına sadık düzdür.[7]

Temel özellikler

  • İki düz morfizmin bileşimi düzdür.[8]
  • İki düz veya aslına sadık düz morfizmin fiber ürünü, sırasıyla düz veya aslına sadık düz bir morfizmdir.[9]
  • Düzlük ve aslına sadık düzlük, temel değişiklikle korunur: f düz veya aslına uygun düz ve g : Y′ → Y, sonra fiber ürün f × g : X ×Y Y′ → Y sırasıyla düz veya aslına sadık düzdür.[10]
  • Bir morfizmin (yerel olarak sonlu sunumun) düz olduğu noktalar kümesi açıktır.[11]
  • Eğer f aslına sadık kalınarak düz ve sınırlı sunuma sahip ve eğer gf sonlu tür veya sonlu sunum ise g sırasıyla sonlu tip veya sonlu sunumdur.[12]

Varsayalım f: XY düz bir düzen morfizmidir.

  • Eğer F yarı uyumlu bir sonlu sunum demeti Y (özellikle, eğer F tutarlı) ve eğer J yok edicisi F açık Y, sonra , dahil etme haritasının geri çekilmesi, bir enjeksiyondur ve içinde yok edicisi açık X.[13]
  • Eğer f sadık bir şekilde düz ve eğer G yarı uyumludur -modül, ardından genel bölümlerdeki geri çekilme haritası enjekte edici.[14]

Varsayalım h : S′ → S düz. İzin Vermek X ve Y olmak S-şemalar ve izin ver X' ve Y′ Temel değişikliği h.

  • Eğer f : XY yarı kompakt ve baskındır, sonra temel değişimi f′ : X′ → Y yarı kompakt ve baskındır.[15]
  • Eğer h aslına sadık kalınarak geri çekilme haritası HomS(X, Y) → HomS(X′, Y′) enjekte edici.[16]
  • Varsaymak f : XY yarı kompakt ve neredeyse ayrılmıştır. İzin Vermek Z kapalı imajı olmak Xve izin ver j : ZY kanonik enjeksiyon olabilir. Daha sonra kapalı alt şema baz değişikliği tarafından belirlenir j′ : Z′ → Y kapalı resmi X′.[17]

Topolojik özellikler

Eğer f : XY düz ise, aşağıdaki özelliklerin tümüne sahiptir:

  • Her nokta için x nın-nin X ve her nesil y' nın-nin y = f(x)bir nesil var x' nın-nin x öyle ki y′ = f(x′).[18]
  • Her nokta için x nın-nin X, .[19]
  • İndirgenemez kapalı her alt küme için Y' nın-nin Yindirgenemez her bileşeni f−1(Y′) Hakimdir Y′.[20]
  • Eğer Z ve Z′ İndirgenemez kapalı iki alt kümesidir Y ile Z içerdiği Z′, Sonra indirgenemez her bileşen için T nın-nin f−1(Z), indirgenemez bir bileşen var T' nın-nin f−1(Z') kapsamak T.[21]
  • İndirgenemez her bileşen için T nın-nin X, kapanış f(T) indirgenemez bir bileşenidir Y.[22]
  • Eğer Y genel nokta ile indirgenemez y, ve eğer f−1(y) indirgenemez, o zaman X indirgenemez.[23]
  • Eğer f kapalıdır, bağlı her bileşenin görüntüsü X bağlı bir bileşenidir Y.[24]
  • Pro-yapılandırılabilir her alt küme için Z nın-nin Y, .[25]

Eğer f düz ve yerel olarak sonlu sunumdur, bu durumda f evrensel olarak açıktır.[26] Ancak, eğer f aslına sadık kalarak düz ve yarı kompakttır, genel olarak doğru değildir f açık olsa bile X ve Y noetherian.[27] Ayrıca, bu ifadenin tersi geçerli değildir: If f indirgenmiş şemadan kanonik harita Xkırmızı -e X, sonra f evrensel bir homeomorfizmdir, ancak X indirgenmemiş ve eterik olmayan, f asla düz değildir.[28]

Eğer f : XY aslına sadık kalırsa:

  • Topoloji Y bölüm topolojisine göre f.[29]
  • Eğer f aynı zamanda yarı kompakttır ve eğer Z alt kümesidir Y, sonra Z yerel olarak kapalı pro-yapılandırılabilir bir alt kümesidir Y ancak ve ancak f−1(Z) yerel olarak kapalı pro-yapılandırılabilir bir alt kümesidir X.[30]

Eğer f düz ve yerel olarak sonlu sunumdur, daha sonra aşağıdaki özelliklerin her biri için P, nokta kümesi f vardır P açık:[31]

  • Serre'nin durumu Sk (herhangi bir sabit k).
  • Geometrik olarak düzenli.
  • Geometrik olarak normal.

Ek olarak f uygunsa, aşağıdaki özelliklerin her biri için aynı şey geçerlidir:[32]

  • Geometrik olarak küçültülmüş.
  • Geometrik olarak küçültülmüş ve sahip k geometrik bağlantılı bileşenler (herhangi bir sabit k).
  • Geometrik olarak integral.

Düzlük ve boyut

Varsaymak X ve Y yerel olarak noetherian ve f : XY.

  • İzin Vermek x noktası olmak X ve y = f(x). Eğer f o zaman düz sönükx X = sönüky Y + karartx f−1(y).[33] Tersine, eğer bu eşitlik herkes için geçerliyse x, X dır-dir Cohen – Macaulay, ve Y dır-dir düzenli ve dahası f kapalı noktaları kapalı noktalara eşler, sonra f düz.[34]
  • Eğer f aslına uygun olarak düzdür, ardından her kapalı alt küme için Z nın-nin Y, codimY(Z) = codimX(f−1(Z)).[35]
  • Varsayalım f düz ve F yarı uyumlu bir modüldür Y. Eğer F en fazla yansıtmalı boyuta sahiptir n, sonra en fazla yansıtmalı boyuta sahiptir n.[36]

İniş özellikleri

  • Varsaymak f düz x içinde X. Eğer X azalır veya normaldir x, sonra Y sırasıyla azaltılmış veya normaldir f(x).[37] Tersine, eğer f ayrıca sonlu sunumdur ve f−1(y) sırasıyla azaltılır veya normaldir x, sonra X sırasıyla azaltılmış veya normaldir x.[38]
  • Özellikle, eğer f sadakatle düz, o zaman X azaltılmış veya normal şu ​​anlama gelir Y sırasıyla azaltılmış veya normaldir. Eğer f aslına sadık kalınarak düz ve sonlu sunuma sahipse, f azaltılmış veya normal şu ​​anlama gelir X sırasıyla azaltılmış veya normaldir.
  • Eğer f düz x içinde X, ve eğer X integral veya integral olarak kapalıdır x, sonra Y , sırasıyla integral veya integral olarak kapalıdır f(x).[39]
  • Eğer f sadakatle düz, X yerel olarak integraldir ve topolojik uzayı Y yerel olarak noetherian, o zaman Y yerel olarak integraldir.[40]
  • Eğer f aslına sadık kalınarak düz ve yarı kompakttır ve eğer X yerel olarak noetherian, o zaman Y aynı zamanda yerel olarak noetherian.[41]
  • Varsaymak f düz ve X ve Y yerel olarak noetherian. Eğer X düzenli x, sonra Y düzenli f(x). Tersine, eğer Y düzenli f(x) ve f−1(f(x)) düzenli olarak x, sonra X düzenli x.[42]
  • Varsaymak f düz ve X ve Y yerel olarak noetherian. Eğer X normaldir x, sonra Y normaldir f(x). Tersine, eğer Y normaldir f(x) ve f−1(f(x)) normaldir x, sonra X normaldir x.[43]

İzin Vermek g : Y′ → Y sadakatle düz olun. İzin Vermek F yarı tutarlı bir demet olmak Yve izin ver FGeri çekilmek F -e Y′. Sonra F düz Y ancak ve ancak F′ Düzdür Y′.[44]

Varsaymak f aslına sadık kalınarak düz ve yarı kompakttır. İzin Vermek G yarı tutarlı bir demet olmak Yve izin ver F geri çekilmesini göstermek X. Sonra F sonlu tip, sonlu sunum veya yerel olarak sıralamasız n ancak ve ancak G ilgili mülke sahiptir.[45]

Varsayalım f : XY bir S-morfizmi S-şemalar. İzin Vermek g : S′ → S sadık bir şekilde düz ve yarı kompakt olun ve X′, Y', ve f′ Baz değişikliklerini şu şekilde belirtin: g. Ardından aşağıdaki özelliklerin her biri için P, Eğer f' vardır P, sonra f vardır P.[46]

  • Açık.
  • Kapalı.
  • Yarı kompakt ve imajına bir homeomorfizm.
  • Bir homeomorfizm.

Ek olarak, aşağıdaki özelliklerin her biri için P, f vardır P ancak ve ancak f' vardır P.[47]

  • Evrensel olarak açık.
  • Evrensel olarak kapalı.
  • Evrensel bir homeomorfizm.
  • Yarı kompakt.
  • Yarı kompakt ve baskın.
  • Yarı kompakt ve evrensel olarak iki sürekli.
  • Ayrılmış.
  • Yarı ayrılmış.
  • Yerel olarak sonlu tip.
  • Yerel olarak sonlu sunum.
  • Sonlu tip.
  • Sonlu sunum.
  • Uygun.
  • Bir izomorfizm.
  • Bir monomorfizm.
  • Açık bir daldırma.
  • Yarı kompakt bir daldırma.
  • Kapalı bir daldırma.
  • Affine.
  • Yarı afin.
  • Sonlu.
  • Yarı sonlu.
  • İntegral.

İçin mümkündür f′ Olmadan yerel bir izomorfizm olmak f hatta yerel bir daldırma olmak.[48]

Eğer f yarı kompakt ve L ters çevrilebilir bir demet X, sonra L dır-dir f-ample veya f-çok geniş, ancak ve ancak geri çekilirse L' dır-dir f′ -Örnek veya f′ -Sırasıyla çok bol.[49] Ancak bu doğru değil f projektiftir ancak ve ancak f′ Yansıtıcıdır. Hatta doğru değil f uygun ve f′ Yansıtıcıdır, o zaman f yarı yansıtıcıdır, çünkü bir f′ -Örnek demet X′ Aşağı inmez X.[50]

Ayrıca bakınız

Notlar

  1. ^ EGA IV2, 2.1.1.
  2. ^ EGA 0ben, 6.7.8.
  3. ^ Sernesi, E. (2010). Cebirsel Şemaların Deformasyonları. Springer. pp.269 –279.
  4. ^ "Düz Biçimler ve Düzlük".
  5. ^ EGA IV2, Önerme 2.1.3.
  6. ^ EGA IV2Corollaire 2.2.11 (iv).
  7. ^ EGA IV2Corollaire 2.2.13 (iii).
  8. ^ EGA IV2, Corollaire 2.1.6.
  9. ^ EGA IV2, Corollaire 2.1.7 ve EGA IV2Corollaire 2.2.13 (ii).
  10. ^ EGA IV2, Önerme 2.1.4 ve EGA IV2Corollaire 2.2.13 (i).
  11. ^ EGA IV3, Théorème 11.3.1.
  12. ^ EGA IV3, Önerme 11.3.16.
  13. ^ EGA IV2, Önerme 2.1.11.
  14. ^ EGA IV2, Corollaire 2.2.8.
  15. ^ EGA IV2Önerme 2.3.7 (i).
  16. ^ EGA IV2, Corollaire 2.2.16.
  17. ^ EGA IV2, Önerme 2.3.2.
  18. ^ EGA IV2, Önerme 2.3.4 (i).
  19. ^ EGA IV2, Önerme 2.3.4 (ii).
  20. ^ EGA IV2Önerme 2.3.4 (iii).
  21. ^ EGA IV2Corollaire 2.3.5 (i).
  22. ^ EGA IV2Corollaire 2.3.5 (ii).
  23. ^ EGA IV2Corollaire 2.3.5 (iii).
  24. ^ EGA IV2, Önerme 2.3.6 (ii).
  25. ^ EGA IV2, Théorème 2.3.10.
  26. ^ EGA IV2, Théorème 2.4.6.
  27. ^ EGA IV2Remarques 2.4.8 (i).
  28. ^ EGA IV2Remarques 2.4.8 (ii).
  29. ^ EGA IV2, Corollaire 2.3.12.
  30. ^ EGA IV2, Corollaire 2.3.14.
  31. ^ EGA IV3, Théorème 12.1.6.
  32. ^ EGA IV3, Théorème 12.2.4.
  33. ^ EGA IV2, Corollaire 6.1.2.
  34. ^ EGA IV2, Önerme 6.1.5. Düzenlilik varsayımının açık olduğuna dikkat edin Y burada önemlidir. Uzantı bir karşı örnek verir X düzenli, Y normal, f sonlu örten ama düz değil.
  35. ^ EGA IV2, Corollaire 6.1.4.
  36. ^ EGA IV2, Corollaire 6.2.2.
  37. ^ EGA IV2, Önerme 2.1.13.
  38. ^ EGA IV3, Önerme 11.3.13.
  39. ^ EGA IV2, Önerme 2.1.13.
  40. ^ EGA IV2, Önerme 2.1.14.
  41. ^ EGA IV2, Önerme 2.2.14.
  42. ^ EGA IV2, Corollaire 6.5.2.
  43. ^ EGA IV2, Corollaire 6.5.4.
  44. ^ EGA IV2, Önerme 2.5.1.
  45. ^ EGA IV2, Önerme 2.5.2.
  46. ^ EGA IV2, Önerme 2.6.2.
  47. ^ EGA IV2, Corollaire 2.6.4 ve Önerme 2.7.1.
  48. ^ EGA IV2Remarques 2.7.3 (iii).
  49. ^ EGA IV2, Corollaire 2.7.2.
  50. ^ EGA IV2Remarques 2.7.3 (ii).

Referanslar