อ่าน 11 นาที
โครงการก่อสร้าง
ใน เรขาคณิตเชิงพีชคณิต Proj เป็น โครงสร้างที่คล้ายคลึงกับโครงสร้าง สเปกตรัมของวงแหวน ของ แผนผังเชิงเส้นตรง ซึ่งสร้างวัตถุที่มีคุณสมบัติทั่วไปของ ปริภูมิเชิงฉาย และ วาไรตี้เชิงฉาย...
โครงการก่อสร้าง
ในเรขาคณิตเชิงพีชคณิต Proj เป็นโครงสร้างที่คล้ายคลึงกับโครงสร้างสเปกตรัมของวงแหวน ของ แผนผังเชิงเส้นตรงซึ่งสร้างวัตถุที่มีคุณสมบัติทั่วไปของปริภูมิเชิงฉายและวาไรตี้เชิงฉายโครงสร้างนี้แม้จะไม่ใช่ฟังก์ชันแต่ก็เป็นเครื่องมือพื้นฐานในทฤษฎี แผนผัง
ในบทความนี้ จะถือว่า วงแหวน ทั้งหมด เป็นวงแหวนสลับที่และมีเอกลักษณ์
โครงการของวงแหวนที่มีระดับ
โครงการในฐานะชุด
ให้เป็นริงสลับที่ แบบมีระดับ โดยที่คือ การแยกส่วน ผลรวมโดยตรงที่เกี่ยวข้องกับระดับนั้นไอเดียลที่ไม่เกี่ยวข้องของคือไอเดียลของสมาชิกที่มีดีกรีเป็นบวกเรากล่าวว่าไอเดียล เป็น ไอเดีย ลเอกพันธุ์ถ้ามันถูกสร้างขึ้นโดยสมาชิกเอกพันธุ์ ดังนั้น ในฐานะเซตเพื่อความกระชับ บางครั้งเราจะเขียน แทน
โครงการในฐานะปริภูมิเชิงทอพอโลยี
เราอาจกำหนดโทโพโลยีที่เรียกว่าโทโพโลยีซาริสกีบนโดยกำหนดให้เซตปิดเป็นเซตที่มีรูปแบบดังนี้
โดยที่เป็นอุดมคติเอกพันธุ์ของ เช่นเดียว กับในกรณีของแผนผังเชิงเส้นตรง สามารถตรวจสอบได้อย่างรวดเร็วว่าก่อ ตัวเป็นเซตปิดของโทโพโลยีบน
อันที่จริง ถ้าเป็นกลุ่มของอุดมคติแล้ว เราจะได้และถ้าเซตดัชนีIเป็นเซตจำกัดแล้ว
ในทำนองเดียวกัน เราอาจใช้เซตเปิดเป็นจุดเริ่มต้นและกำหนด
โดยทั่วไปมักใช้สัญลักษณ์ย่อว่า โดยที่คือไอเดียลที่สร้างขึ้นโดยสำหรับไอเดียลใดๆเซตและเป็นเซตเสริมกัน ดังนั้นการพิสูจน์แบบเดียวกันกับก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าเซตก่อให้เกิดโทโพโลยีบนข้อดีของแนวทางนี้คือเซตโดยที่ครอบคลุมองค์ประกอบเอกพันธุ์ทั้งหมดของริงก่อให้เกิดฐานสำหรับโทโพโลยีนี้ ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้สำหรับการวิเคราะห์เช่นเดียวกับข้อเท็จจริงที่คล้ายคลึงกันสำหรับสเปกตรัมของริงก็ขาดไม่ได้เช่นกัน
โครงการในฐานะแผนงาน
เรายังสร้างชีฟบนซึ่งเรียกว่า “ชีฟโครงสร้าง” เช่นเดียวกับในกรณีเชิงเส้นตรง ซึ่งทำให้มันกลายเป็นสกีมเช่นเดียวกับในกรณีของการสร้างสเปค มีหลายวิธีในการดำเนินการ วิธีที่ตรงที่สุด ซึ่งยังชี้ให้เห็นถึงการสร้างฟังก์ชันปกติบนวาไรตี้เชิงโปรเจกทีฟในเรขาคณิตพีชคณิตแบบคลาสสิกอย่างมาก คือวิธีต่อไปนี้ สำหรับเซตเปิดใดๆของ(ซึ่งตามคำนิยามคือเซตของอุดมคติเฉพาะเอกพันธุ์ของที่ไม่มี) เรากำหนดริงให้เป็นเซตของฟังก์ชันทั้งหมด
(โดยที่หมายถึงวงแหวนย่อยของวงแหวนเศษส่วนที่ประกอบด้วยเศษส่วนขององค์ประกอบเอกพันธุ์ที่มีดีกรีเดียวกัน) โดยที่สำหรับแต่ละอุดมคติเฉพาะของ:
- เป็นองค์ประกอบหนึ่งของ;
- มีเซตย่อยเปิดที่มีสมาชิกเอกพันธุ์ที่มีดีกรีเดียวกันอยู่ ซึ่งสำหรับแต่ละอุดมคติเฉพาะของ:
- ไม่อยู่ใน;
จากนิยามจะเห็นได้ทันทีว่าก่อตัวเป็นชีฟของวงแหวนบนและสามารถแสดงได้ว่าคู่ ( , ) นั้นเป็นสกีม (ซึ่งทำได้โดยการแสดงว่าเซตย่อยเปิดแต่ละเซตนั้นเป็นสกีมเชิงเส้นตรง)
มัดที่เชื่อมโยงกับโมดูลแบบไล่ระดับ
คุณสมบัติที่สำคัญของโครงสร้างข้างต้นคือความสามารถในการสร้างโลคัลไลเซชันสำหรับแต่ละไอเดียลเฉพาะของคุณสมบัตินี้ยังมีอยู่ในโมดูลแบบแบ่งระดับ ใดๆ บนและด้วยเหตุนี้ ด้วยการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยที่เหมาะสม ส่วนก่อนหน้าจึงสร้างชีฟสำหรับชีฟดังกล่าวใดๆ ซึ่งแสดงด้วยของโมดูลบนชีฟนี้เป็นแบบกึ่งสอดคล้องโดยการสร้าง หากถูกสร้างขึ้นโดยองค์ประกอบจำนวนจำกัดของดีกรี(เช่นวงแหวนพหุนามหรือผลหารเอกพันธุ์ของมัน) ชีฟแบบกึ่งสอดคล้องทั้งหมดบนเกิดขึ้นจากโมดูลแบบแบ่งระดับโดยการสร้างนี้[ 1 ]โมดูลแบบแบ่งระดับที่สอดคล้องกันไม่ซ้ำกัน
มัดฟางที่บิดเกลียวของแซร์เร
กรณีพิเศษของชีฟที่เกี่ยวข้องกับโมดูลแบบมีระดับคือ เมื่อเรากำหนดให้ เป็นตัวมันเองที่มีระดับต่างกัน กล่าวคือ เราให้องค์ประกอบดีกรีของ เป็น องค์ประกอบดีกรี ของ ดังนั้นและกำหนดให้ แทนด้วยจากนั้นเราจะได้เป็นชีฟกึ่งสอดคล้องกันบน ซึ่งแทนด้วยหรือเรียก ง่ายๆ ว่า ชีฟบิดของSerreสามารถตรวจสอบได้ว่า เป็น ชีฟที่ผกผันได้ จริง
เหตุผลหนึ่งที่ทำให้มีประโยชน์คือ มันสามารถกู้คืนข้อมูลพีชคณิตของที่สูญหายไปเมื่อเราเปลี่ยนไปใช้เศษส่วนที่มีดีกรีเป็นศูนย์ในการสร้าง ในกรณี Spec AสำหรับริงAส่วนตัดทั่วโลกของชีฟโครงสร้างจะประกอบเป็นAเอง ในขณะที่ส่วนตัดทั่วโลกของในที่นี้จะประกอบเป็นเพียงองค์ประกอบที่มีดีกรีเป็นศูนย์ของ เท่านั้นถ้าเรากำหนด
จากนั้นแต่ละส่วน จะประกอบด้วย ข้อมูลระดับ เกี่ยวกับ ซึ่ง แสดงด้วยและเมื่อรวมกันแล้วจะประกอบด้วยข้อมูลการให้คะแนนทั้งหมดที่สูญหายไป ในทำนองเดียวกัน สำหรับกลุ่มของโมดูล ที่มีการให้คะแนนใดๆ เรากำหนด
และคาดหวังว่าชีฟที่ “บิดเบี้ยว” นี้จะประกอบด้วยข้อมูลการจัดระดับเกี่ยวกับ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ถ้าเป็นชีฟที่เกี่ยวข้องกับโมดูล แบบจัดระดับ เราก็คาดหวังว่ามันจะประกอบด้วยข้อมูลการจัดระดับที่สูญหายเกี่ยวกับ เช่นกันสิ่งนี้ชี้ให้เห็น แม้จะผิดพลาดก็ตาม ว่าสามารถสร้างขึ้นใหม่ได้จากชีฟเหล่านี้ เนื่องจากอย่างไรก็ตาม สิ่งนี้เป็นจริงในกรณีที่เป็นวงแหวนพหุนาม ดังที่กล่าวไว้ด้านล่าง สถานการณ์นี้แตกต่างจากข้อเท็จจริงที่ว่าฟังก์ชัน Specเป็นตัวผกผันกับฟังก์ชันส่วนทั่วโลกในหมวดหมู่ของปริภูมิวงแหวนเฉพาะที่
ปริภูมิเชิงฉายn
ถ้าเป็นริง เราจะกำหนดปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟnมิติเหนือให้เป็นสกีม
การจัดระดับบนวงแหวนพหุนามถูกกำหนดโดยการให้แต่ละพหุนามมีดีกรีหนึ่ง และทุกองค์ประกอบของพหุนามมีดีกรีศูนย์ เมื่อเปรียบเทียบกับนิยามของพหุนามข้างต้น เราจะเห็นว่าส่วนต่าง ๆ ของพหุนามนั้นเป็นพหุนามเอกพันธุ์เชิงเส้นที่สร้างขึ้นโดยพหุนามเอง สิ่งนี้ชี้ให้เห็นถึงการตีความอีกแบบหนึ่งของพหุนาม นั่นคือเป็นชีฟของ “พิกัด” สำหรับพหุนามเนื่องจาก พหุนามเหล่านี้เป็นพิกัดของปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟของ พหุ นามอย่างแท้จริง
ตัวอย่างของโครงการ
การฉายภาพเหนือเส้นแอฟฟิน
ถ้าเรากำหนดให้ริงฐานเป็นแล้ว จะมีมอร์ฟิซึมเชิงโปรเจกทีฟแบบแคนอนิกไปยังเส้นตรงเชิงเส้นตรง ซึ่งไฟเบอร์จะเป็นเส้นโค้งวงรียกเว้นที่จุดที่เส้นโค้งเสื่อมสภาพกลายเป็นเส้นโค้งปม ดังนั้นจึงมีไฟเบอร์เรชันซึ่งเป็นมอร์ฟิซึมเรียบของสกีม ด้วย (ซึ่งสามารถตรวจสอบได้โดยใช้เกณฑ์จาโคเบียน )
พื้นผิวและวาไรตี้เชิงฉาย
ไฮเปอร์ เซอร์เฟซ เชิงโปรเจกทีฟเป็นตัวอย่างของสามมิติเฟอร์มาต์ควินติกซึ่งเป็นแมนิโฟลด์คาลาบี-เยาด้วย นอกจากไฮเปอร์เซอร์เฟซเชิงโปรเจกทีฟแล้ว วาไรตีเชิงโปรเจกทีฟใดๆ ที่ถูกตัดออกโดยระบบพหุนามเอกพันธุ์ในตัวแปร n สามารถแปลงเป็นโครงร่างเชิงโปรเจกทีฟได้โดยใช้การสร้าง proj สำหรับพีชคณิตแบบแบ่งระดับซึ่งทำให้เกิดการฝังวาไรตีเชิงโปรเจกทีฟลงในโครงร่างเชิงโปรเจกทีฟ
พื้นที่ฉายภาพแบบถ่วงน้ำหนัก
ปริภูมิเชิงฉายแบบถ่วงน้ำหนักสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้วงแหวนพหุนามที่มีตัวแปรซึ่งมีดีกรีที่ไม่เป็นมาตรฐาน ตัวอย่างเช่น ปริภูมิเชิงฉายแบบถ่วงน้ำหนักสอดคล้องกับการเลือกวงแหวนที่ตัวแปรมีน้ำหนัก 2 ในขณะที่ตัวแปรมีน้ำหนัก 2
แหวนสองระดับ
โครงสร้าง proj ขยายไปสู่ริงแบบสองระดับและหลายระดับ ในทางเรขาคณิต สิ่งนี้สอดคล้องกับการนำผลคูณของโครงร่างเชิงโปรเจกทีฟมาใช้ ตัวอย่างเช่น เมื่อกำหนดริงแบบระดับที่มีดีกรีของตัวสร้างแต่ละตัวแล้วผลคูณเทนเซอร์ของพีชคณิตเหล่านี้เหนือจะให้พีชคณิตแบบสองระดับโดยที่มีน้ำหนักและมีน้ำหนักจากนั้นโครงสร้าง proj จะให้ซึ่งเป็นผลคูณของโครงร่างเชิงโปรเจกทีฟ มีการฝังโครงร่างดังกล่าวลงในปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟโดยการนำพีชคณิตแบบระดับทั้งหมดมาใช้โดยที่องค์ประกอบดีกรีถือเป็นองค์ประกอบดีกรี ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนแบบระดับที่ ของคือโมดูลนอกจากนี้ โครงร่างยังมาพร้อมกับชีฟแบบสองระดับซึ่งเป็นผลคูณเทนเซอร์ของชีฟโดยที่และคือการฉายภาพเชิงแคนอนิกที่ได้มาจากการฉีดของพีชคณิตเหล่านี้จากไดอะแกรมผลคูณเทนเซอร์ของพีชคณิตเชิงสลับเปลี่ยน
โครงการระดับโลก
การขยายความทั่วไปของการสร้าง Proj แทนที่วงแหวนSด้วยชีฟของพีชคณิตและผลลัพธ์ที่ได้คือสกีมซึ่งอาจมองได้ว่าเป็นไฟเบอร์เรชัน ของ Proj ของวงแหวน การสร้างนี้มักใช้ ตัวอย่างเช่น เพื่อสร้าง บันเดิลของปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟเหนือ สกี ม ฐาน
ข้อสมมติฐาน
ในทางทฤษฎี ให้Xเป็นสกีม ใดๆ และSเป็นชีฟของพีชคณิตแบบแบ่งระดับ (ซึ่งนิยามของมันคล้ายกับนิยามของโมดูลบนปริภูมิริงเฉพาะที่ ) กล่าวคือ ชีฟที่มีการแยกส่วนผลรวมโดยตรง
โดยที่แต่ละโมดูลเป็นโมดูล - ซึ่งสำหรับทุกเซตย่อยเปิดUของXนั้นS ( U ) เป็นพีชคณิต - และการแยกส่วนผลรวมโดยตรงที่ได้
เป็นการจัดระดับพีชคณิตนี้ในฐานะวงแหวน ในที่นี้เราสมมติว่า. เราตั้งสมมติฐานเพิ่มเติมว่าSเป็นชีฟกึ่งสอดคล้องกันซึ่งเป็นสมมติฐาน "ความสอดคล้อง" บนส่วนต่างๆ เหนือเซตเปิดที่แตกต่างกัน ซึ่งจำเป็นสำหรับการดำเนินการสร้างต่อไป
การก่อสร้าง
ในการตั้งค่านี้ เราสามารถสร้างโครงร่างและแผนที่ "การฉายภาพ" pไปยังXได้ โดยที่สำหรับทุก แอฟฟิ น เปิดUของX
คำจำกัดความนี้ชี้ให้เห็นว่าเราสร้างโดยการกำหนดโครงร่างสำหรับแต่ละแอฟฟินเปิดU ก่อน โดยการตั้งค่า
และแผนที่จากนั้นแสดงให้เห็นว่าข้อมูลเหล่านี้สามารถเชื่อมต่อกันได้ “เหนือ” จุดตัดแต่ละจุดของเส้นตรงเปิดสองเส้นUและVเพื่อสร้างโครงร่างYซึ่งเรากำหนดให้เป็นไม่ใช่เรื่องยากที่จะแสดงให้เห็นว่าการกำหนดให้แต่ละเป็นแผนที่ที่สอดคล้องกับการรวม เข้าไปในS ( U ) ในฐานะองค์ประกอบที่มีดีกรีศูนย์ จะให้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกันที่จำเป็นของในขณะที่ความสอดคล้องของตัวมันเองนั้นเป็นผลมาจากสมมติฐานความสอดคล้องกึ่งๆบน S
มัดที่บิด
ถ้าSมีคุณสมบัติเพิ่มเติมคือเป็นชีฟที่สอดคล้องกันและสร้างS ในระดับท้องถิ่น เหนือ(นั่นคือ เมื่อเราผ่านไปยังสตอล์กของชีฟSที่จุดxของXซึ่งเป็นพีชคณิตแบบแบ่งระดับที่มีองค์ประกอบดีกรีศูนย์ก่อตัวเป็นริงจากนั้นองค์ประกอบดีกรีหนึ่งจะก่อตัวเป็นโมดูลที่สร้างขึ้นอย่างจำกัดเหนือและยังสร้างสตอล์กเป็นพีชคณิตเหนือมันด้วย) แล้วเราสามารถสร้างโครงสร้างเพิ่มเติมได้ เหนือแอฟฟินเปิดU แต่ละตัว Proj S ( U ) จะมีชีฟผกผันได้O(1)และสมมติฐานที่เราเพิ่งทำไปนั้นรับประกันว่าชีฟเหล่านี้สามารถเชื่อมต่อกันได้เช่นเดียวกับข้างต้น ชีฟที่ได้บนก็ถูกกำหนดให้เป็นO (1) เช่นกัน และทำหน้าที่คล้ายกับชีฟบิดบน Proj ของริง
การฉายภาพของชีฟกึ่งสอดคล้องกัน
ให้เป็นชีฟกึ่งสอดคล้องกันบนแผนผังชีฟของพีชคณิตสมมาตรเป็นชีฟกึ่งสอดคล้องกันตามธรรมชาติของโมดูลเกรด ซึ่งสร้างขึ้นโดยองค์ประกอบที่มีดีกรี 1 แผนผังที่ได้จะถูกแทนด้วยถ้าเป็นประเภทจำกัด มอร์ฟิซึมแบบแคนอนิกของมันคือมอร์ฟิซึมแบบโปรเจคทีฟ[ 2 ]
สำหรับค่าใดๆไฟเบอร์ของมอร์ฟิซึมข้างต้นเหนือคือปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟที่สัมพันธ์กับปริภูมิคู่ของปริภูมิเวกเตอร์ เหนือ
ถ้าเป็นชีฟกึ่งสอดคล้องของโมดูลเกรดที่สร้างขึ้นโดยและโดยที่เป็นประเภทจำกัด แล้วจะเป็นสับสคีมปิดของและจะเป็นโปรเจกทีฟเหนือในความเป็นจริง สับสคีมปิดทุกอันของโปรเจกทีฟจะมีรูปแบบนี้[ 3 ]
กลุ่มพื้นที่เชิงฉาย
ในกรณีพิเศษ เมื่อเป็นอิสระในระดับท้องถิ่นที่มีอันดับเราจะได้บันเดิลเชิงโปรเจกทีฟเหนือที่มีมิติสัมพัทธ์แท้จริงแล้ว ถ้าเราเลือกการคลุมแบบเปิดของXโดยแอฟฟินแบบเปิดโดยที่เมื่อจำกัดอยู่บนแต่ละการคลุมเหล่านี้จะเป็นอิสระเหนือAแล้ว
และด้วยเหตุนี้จึงเป็นบันเดิลของปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟ ตระกูลของวาไรตี้หลายตระกูลสามารถสร้างขึ้นได้จากสับสกีมของบันเดิลเชิงโปรเจกทีฟเหล่านี้ เช่น ตระกูลเส้นโค้งวงรีไวเออร์สตรัส สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดดูบทความหลัก
ตัวอย่างโครงการระดับโลก
Global Proj สามารถใช้สร้างLefschetz pencils ได้ ตัวอย่างเช่น ให้และใช้พหุนามเอกพันธุ์ดีกรี k เราสามารถพิจารณาชีฟอุดมคติของและสร้าง Global Proj ของชีฟผลหารของพีชคณิตนี้ได้ซึ่งสามารถอธิบายได้อย่างชัดเจนว่าเป็นมอร์ฟิซึมเชิงโปรเจกทีฟ
อีกหนึ่งการประยุกต์ใช้คือการขยายโครงร่างโดยสัมพันธ์กับกลุ่มไอเดียลที่สอดคล้องกัน
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ โครงการก่อสร้าง
ใน เรขาคณิตเชิงพีชคณิต Proj เป็น โครงสร้างที่คล้ายคลึงกับโครงสร้าง สเปกตรัมของวงแหวน ของ แผนผังเชิงเส้นตรง ซึ่งสร้างวัตถุที่มีคุณสมบัติทั่วไปของ ปริภูมิเชิงฉาย และ วาไรตี้เชิงฉาย...
โครงการในฐานะชุด
ให้เป็น ริงสลับที่ แบบมีระดับ โดยที่คือ การแยกส่วน ผลรวมโดยตรง ที่เกี่ยวข้องกับระดับนั้น ไอเดียลที่ไม่เกี่ยวข้อง ของคือ ไอเดียล ของสมาชิกที่มีดีกรีเป็นบวกเรากล่าวว่าไอเดียล เป็น ไอเดีย ลเอกพันธุ์ ถ้ามันถูกสร้างขึ้นโดยสมาชิกเอกพันธุ์ ดังนั้น...
โครงการในฐานะปริภูมิเชิงทอพอโลยี
เราอาจกำหนด โทโพโลยี ที่เรียกว่า โทโพโลยีซาริสกี บนโดยกำหนดให้เซตปิดเป็นเซตที่มีรูปแบบดังนี้ Proj S {\displaystyle \operatorname {Proj} S}
โครงการในฐานะแผนงาน
เรายังสร้าง ชีฟ บนซึ่งเรียกว่า “ชีฟโครงสร้าง” เช่นเดียวกับในกรณีเชิงเส้นตรง ซึ่งทำให้มันกลายเป็น สกีม เช่นเดียวกับในกรณีของการสร้างสเปค มีหลายวิธีในการดำเนินการ วิธีที่ตรงที่สุด ซึ่งยังชี้ให้เห็นถึงการสร้าง ฟังก์ชันปกติ...