กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 22 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ในทางคณิตศาสตร์ คุณลักษณะเด่นของ เรขาคณิตเชิงพีชคณิต คือ บันเดิลเส้นบาง กลุ่ม บน วาไรตีเชิงโปรเจกทีฟ สามารถถือได้ว่าเป็น "บวก" ในขณะที่บันเดิลเส้นอื่นๆ เป็น "ลบ"...

ชุดสายไฟขนาดใหญ่

ในทางคณิตศาสตร์ คุณลักษณะเด่นของเรขาคณิตเชิงพีชคณิตคือ บันเดิลเส้นบางกลุ่มบนวาไรตีเชิงโปรเจกทีฟสามารถถือได้ว่าเป็น "บวก" ในขณะที่บันเดิลเส้นอื่นๆ เป็น "ลบ" (หรือผสมกันทั้งสองแบบ) แนวคิดที่สำคัญที่สุดของความเป็นบวกคือ บันเดิลเส้นที่กว้างขวาง แม้ว่าจะมีบันเดิลเส้นประเภทอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องอีกหลายประเภทก็ตาม โดยคร่าวๆ แล้ว คุณสมบัติความเป็นบวกของบันเดิลเส้นนั้นเกี่ยวข้องกับการมีส่วนตัด ทั่วโลกจำนวนมาก การทำความเข้าใจบันเดิลเส้นที่กว้างขวางบนวาไรตีที่กำหนดนั้น มีความสำคัญX{\displaystyle X}นั่นหมายถึงการเข้าใจวิธีการทำแผนที่ที่แตกต่างกันX{\displaystyle X}ในปริภูมิเชิงฉายเมื่อพิจารณาถึงความสอดคล้องกันระหว่างบันเดิลเส้นและตัวหาร (ที่สร้างขึ้นจาก ซับวาไรตี้ ที่มีมิติร่วม -1) จึงมีแนวคิดที่เทียบเท่ากันของ ตัวหาร ที่กว้างขวาง

กล่าวโดยละเอียดแล้ว บันเดิลเส้น (line bundle) เรียกว่าปราศจากจุดฐาน (basepoint-free)ถ้ามันมีส่วน (sections) เพียงพอที่จะให้มอร์ฟิซึม (morphism)ไปยังปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟ (projective space) บัน เดิลเส้นเรียกว่า กึ่งแอมเพิล (semi-ample)ถ้ากำลังบวกบางส่วนของมันปราศจากจุดฐาน ความเป็นกึ่งแอมเพิลเป็น "ค่าไม่เป็นลบ" ชนิดหนึ่ง ยิ่งไปกว่านั้นบันเดิลเส้นบนวาไรตี้สมบูรณ์ (complete variety)X{\displaystyle X}ถือว่ากว้างขวางมากหากมีส่วนประกอบเพียงพอที่จะให้ การจุ่ม (หรือ "การฝัง") แบบปิดสนิทX{\displaystyle X}เข้าไปในปริภูมิเชิงฉาย กลุ่มเส้นตรงจะเพียงพอหากกำลังบวกบางส่วนเพียงพออย่างมาก

กลุ่มเส้นจำนวนมากบนความหลากหลายเชิงฉายX{\displaystyle X}มีระดับบวกในทุกเส้นโค้งในX{\displaystyle X}ในทางกลับกันนั้นไม่ถูกต้องเสียทีเดียว แต่ก็มีเวอร์ชันที่แก้ไขแล้วของสิ่งที่ตรงกันข้าม นั่นคือเกณฑ์ความเพียงพอของ Nakai–Moishezon และ Kleiman

การแนะนำ

การดึงกลับของกลุ่มเส้นตรงและตัวหารระนาบไฮเปอร์

เมื่อกำหนดมอร์ฟิซึมแล้วเอฟ:Xวาย{\displaystyle f\colon X\to Y}ของแผนการต่างๆกลุ่มเวกเตอร์พี:อีวาย{\displaystyle p\colon E\to Y}(หรือโดยทั่วไปแล้วคือกลุ่มข้อมูลที่สอดคล้องกันบน)วาย{\displaystyle Y}) มีการดึงกลับไปที่X{\displaystyle X},เอฟ*อี={(x,อี)X×อี,เอฟ(x)=พี(อี)}{\displaystyle f^{*}E=\{(x,e)\in X\times E,\;f(x)=p(e)\}}ที่การฉายภาพพี:เอฟ*อีX{\displaystyle p'\colon f^{*}E\to X}คือการฉายภาพบนพิกัดแรก (ดูSheaf of modules#Operations ) พูลแบ็กของเวกเตอร์บันเดิลคือเวกเตอร์บันเดิลที่มีอันดับเดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พูลแบ็กของไลน์บันเดิลคือไลน์บันเดิล (โดยย่อคือไฟเบอร์ของเอฟ*อี{\displaystyle f^{*}E}ณ จุดหนึ่งxX{\displaystyle x\in X}คือเส้นใยของอี{\displaystyle E}ที่เอฟ(x)วาย{\displaystyle f(x)\in Y}.)

แนวคิดที่อธิบายไว้ในบทความนี้เกี่ยวข้องกับโครงสร้างนี้ในกรณีของการแปลงแบบมอร์ฟิซึมไปยังปริภูมิเชิงฉาย

เอฟ:Xพีn,{\displaystyle f\colon X\to \mathbb {P} ^{n},}

กับอี=โอ(1){\displaystyle E={\mathcal {O}}(1)}กลุ่มเส้นตรงบนปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟซึ่งส่วนตัดทั่วโลกเป็นพหุนามเอกพันธุ์ดีกรี 1 (นั่นคือ ฟังก์ชันเชิงเส้น) ในตัวแปรx0,,xn{\displaystyle x_{0},\ldots ,x_{n}}มัดสายไฟโอ(1){\displaystyle {\คณิตศาสตร์ {O}}(1)}นอกจากนี้ยังสามารถอธิบายได้ว่าเป็นกลุ่มเส้นตรงที่เกี่ยวข้องกับระนาบไฮเปอร์ในพีn{\displaystyle \mathbb {P} ^{n}}(เนื่องจากเซตศูนย์ของส่วนหนึ่งของโอ(1){\displaystyle {\คณิตศาสตร์ {O}}(1)}เป็นระนาบไฮเปอร์เพลน) ถ้าเอฟ{\displaystyle f}ตัวอย่างเช่น หากเป็นการจุ่มแบบปิด ก็จะตามมาด้วยการดึงกลับเอฟ*โอ(1){\displaystyle f^{*}O(1)}กลุ่มสายสัญญาณอยู่บนX{\displaystyle X}ที่เกี่ยวข้องกับส่วนตัดระนาบ (จุดตัดของX{\displaystyle X}โดยมีไฮเปอร์เพลนอยู่ด้วยพีn{\displaystyle \mathbb {P} ^{n}})

ชุดสายสัญญาณแบบไม่มีจุดอ้างอิง

อนุญาตX{\displaystyle X}เป็นแผนการเหนือสนามเค{\displaystyle k}(ตัวอย่างเช่น วาไรตี้เชิงพีชคณิต) ที่มีมัดเส้นตรงแอล{\displaystyle L}(กลุ่มเส้นตรงอาจเรียกว่าชีฟผกผันได้ เช่นกัน ) ให้เอ0,...,เอn{\displaystyle a_{0},...,a_{n}}เป็นองค์ประกอบของเค{\displaystyle k}- ปริภูมิเวกเตอร์ชม0(X,แอล){\displaystyle H^{0}(X,L)}ของส่วนต่างๆ ทั่วโลกของแอล{\displaystyle L}เซตศูนย์ของแต่ละส่วนเป็นเซตย่อยปิดของX{\displaystyle X}; อนุญาตยู{\displaystyle U}เป็นเซตย่อยแบบเปิดของจุดซึ่งอย่างน้อยหนึ่งจุดต่อไปนี้เอ0,,เอn{\displaystyle a_{0},\ldots ,a_{n}}ไม่ใช่ศูนย์ จากนั้นส่วนเหล่านี้จะกำหนดมอร์ฟิซึม

เอฟ:ยูพีเคn, x[เอ0(x),,เอn(x)].{\displaystyle f\colon U\to \mathbb {P} _{k}^{n},\ x\mapsto [a_{0}(x),\ldots ,a_{n}(x)].}

โดยละเอียด: สำหรับแต่ละประเด็นx{\displaystyle x}ของยู{\displaystyle U}เส้นใยของแอล{\displaystyle L}เกินx{\displaystyle x}เป็นปริภูมิเวกเตอร์ 1 มิติเหนือฟิลด์ตกค้างเค(x){\displaystyle k(x)}การเลือกพื้นฐานสำหรับเส้นใยนี้ทำให้เอ0(x),,เอn(x){\displaystyle a_{0}(x),\ldots ,a_{n}(x)}เข้าสู่ลำดับของn+1{\displaystyle n+1}ตัวเลขเหล่านี้ไม่ใช่ศูนย์ทั้งหมด และด้วยเหตุนี้จึงเป็นจุดในปริภูมิเชิงฉาย การเปลี่ยนตัวเลือกฐานจะปรับขนาดตัวเลขทั้งหมดด้วยค่าคงที่ที่ไม่เป็นศูนย์เดียวกัน ดังนั้นจุดในปริภูมิเชิงฉายจึงไม่ขึ้นอยู่กับตัวเลือกฐาน

นอกจากนี้ มอร์ฟิซึมนี้ยังมีคุณสมบัติที่ว่าการจำกัดของแอล{\displaystyle L}ถึงยู{\displaystyle U}มีโครงสร้างเหมือนกับการดึงกลับเอฟ*โอ(1){\displaystyle f^{*}{\mathcal {O}}(1)}[ 1 ]

ตำแหน่งฐานของกลุ่มเส้นแอล{\displaystyle L}ตามแผนงานX{\displaystyle X}คือจุดตัดของเซตศูนย์ของส่วนทั่วโลกทั้งหมดของแอล{\displaystyle L}มัดเส้นแอล{\displaystyle L}เรียกว่าไม่มีจุดฐานถ้าโลคัสฐานของมันว่างเปล่า นั่นคือ สำหรับทุกจุดx{\displaystyle x}ของX{\displaystyle X}มีส่วนที่เป็นสากลของแอล{\displaystyle L}ซึ่งไม่ใช่ศูนย์ที่x{\displaystyle x}. ถ้าX{\displaystyle X}เหมาะสมเหนือทุ่งนาเค{\displaystyle k}จากนั้นปริมาณเวกเตอร์ชม0(X,แอล){\displaystyle H^{0}(X,L)}ส่วนทั่วโลกมีมิติจำกัด มิตินั้นเรียกว่าชม.0(X,แอล){\displaystyle h^{0}(X,L)}[ 2 ]ดังนั้นมัดเส้นที่ไม่มีจุดฐานแอล{\displaystyle L}กำหนดมอร์ฟิซึมเอฟ:Xพีn{\displaystyle f\colon X\to \mathbb {P} ^{n}}เกินเค{\displaystyle k}, ที่ไหนn=ชม.0(X,แอล)1{\displaystyle n=h^{0}(X,L)-1}โดยกำหนดโดยการเลือกฐานสำหรับชม0(X,แอล){\displaystyle H^{0}(X,L)}โดยไม่ต้องเลือกสิ่งใด สามารถอธิบายสิ่งนี้ได้ว่าเป็นมอร์ฟิซึม

เอฟ:Xพี(ชม0(X,แอล)){\displaystyle f\colon X\to \mathbb {P} (H^{0}(X,L))}

จากX{\displaystyle X}ไปยังพื้นที่ของระนาบไฮเปอร์ในชม0(X,แอล){\displaystyle H^{0}(X,L)}ซึ่งเชื่อมโยงตามหลักการกับบันเดิลเส้นตรงที่ไม่มีจุดฐานแอล{\displaystyle L}มอร์ฟิซึมนี้มีคุณสมบัติว่าแอล{\displaystyle L}คือการดึงกลับเอฟ*โอ(1){\displaystyle f^{*}{\mathcal {O}}(1)}.

ในทางกลับกัน สำหรับมอร์ฟิซึมใดๆเอฟ{\displaystyle f}จากโครงการหนึ่งX{\displaystyle X}ไปยังพื้นที่ฉายภาพพีn{\displaystyle \mathbb {P} ^{n}}เกินเค{\displaystyle k}กลุ่มเส้นดึงกลับเอฟ*โอ(1){\displaystyle f^{*}{\mathcal {O}}(1)}ไม่มีจุดอ้างอิง ที่จริงแล้วโอ(1){\displaystyle {\คณิตศาสตร์ {O}}(1)}ไม่มีจุดฐานบนพีn{\displaystyle \mathbb {P} ^{n}}เพราะสำหรับทุกจุดy{\displaystyle y}ในพีn{\displaystyle \mathbb {P} ^{n}}มีไฮเปอร์เพลนที่ไม่ครอบคลุมy{\displaystyle y}ดังนั้น สำหรับทุกจุดx{\displaystyle x}ในX{\displaystyle X}มีส่วนหนึ่ง{\displaystyle s}ของโอ(1){\displaystyle {\คณิตศาสตร์ {O}}(1)}เกินพีn{\displaystyle \mathbb {P} ^{n}}นั่นไม่ใช่ศูนย์ที่เอฟ(x){\displaystyle f(x)}และการดึงกลับของ{\displaystyle s}เป็นส่วนหนึ่งของโลกเอฟ*โอ(1){\displaystyle f^{*}{\mathcal {O}}(1)}นั่นไม่ใช่ศูนย์ที่x{\displaystyle x}กล่าวโดยสรุป กลุ่มเส้นตรงที่ไม่มีจุดฐาน คือกลุ่มเส้นตรงที่สามารถแสดงได้ในรูปของการดึงกลับของโอ(1){\displaystyle {\คณิตศาสตร์ {O}}(1)}โดยการแปลงแบบหนึ่งไปยังปริภูมิเชิงฉาย

เนฟ (Nef) ที่สร้างขึ้นทั่วโลก ค่อนข้างเพียงพอ

ดีกรีของบันเดิลเส้นตรงLบนเส้นโค้งแท้Cเหนือkถูกกำหนดให้เป็นดีกรีของตัวหาร ( s ) ของส่วนตรรกยะที่ไม่เป็นศูนย์s ใด ของLสัมประสิทธิ์ของตัวหารนี้จะเป็นบวกที่จุดที่sเป็นศูนย์ และเป็นลบที่จุดที่sมีขั้ว ดังนั้น บันเดิลเส้นตรงL ใดๆ บนเส้นโค้งCที่ชม0(ซี,แอล)0{\displaystyle H^{0}(C,L)\neq 0}มีดีกรีไม่เป็นลบ (เนื่องจากส่วนของLเหนือCซึ่งแตกต่างจากส่วนเชิงตรรกะ ไม่มีขั้ว) [ 3 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บันเดิลเส้นตรงที่ไม่มีจุดฐานทุกอันบนเส้นโค้งจะมีดีกรีไม่เป็นลบ ส่งผลให้บันเดิลเส้นตรงที่ไม่มีจุดฐานLบนโครงร่างที่เหมาะสมใดๆXเหนือฟิลด์เป็นnefซึ่งหมายความว่าLมีดีกรีไม่เป็นลบบนเส้นโค้ง (ที่ไม่สามารถลดรูปได้) ทุกเส้นในX [ 4 ]

โดยทั่วไปแล้ว ชีฟFของโอX{\displaystyle O_{X}}-โมดูลในโครงร่างXจะเรียกว่าถูกสร้างขึ้นทั่วโลกหากมีเซตIของส่วนต่างๆ ทั่วโลกฉันชม0(X,เอฟ){\displaystyle s_{i}\in H^{0}(X,F)}โดยที่มอร์ฟิซึมที่สอดคล้องกัน

ฉันฉันโอXเอฟ{\displaystyle \bigoplus _{i\in I}O_{X}\to F}

ของชีฟเป็นการส่งทั่วถึง[ 5 ]บันเดิลเส้นถูกสร้างขึ้นทั่วโลกก็ต่อเมื่อไม่มีจุดฐาน

ตัวอย่างเช่นชีฟกึ่งสอดคล้อง ทุกชีฟ บนแผนผังแอฟฟินจะถูกสร้างขึ้นทั่วโลก[ 6 ]ในทำนองเดียวกัน ในเรขาคณิตเชิงซ้อนทฤษฎีบทA ของคาร์ตันกล่าวว่าชีฟสอดคล้องทุกชีฟบนแมนิโฟลด์สไตน์จะถูกสร้างขึ้นทั่วโลก

กลุ่มเส้นตรงLบนโครงร่างที่เหมาะสมเหนือฟิลด์เรียก ว่า กึ่งแอมเพิลถ้ามีจำนวนเต็มบวกrที่ทำให้กำลังเทนเซอร์แอล{\displaystyle L^{\otimes r}}เป็นแบบไม่มีจุดฐาน บันเดิลเส้นกึ่งแอมเพิลเป็น nef (ตามข้อเท็จจริงที่สอดคล้องกันสำหรับบันเดิลเส้นแบบไม่มีจุดฐาน) [ 7 ]

มัดสายไฟขนาดใหญ่มาก

มัดเส้นแอล{\displaystyle L}ตามแผนงานที่เหมาะสมX{\displaystyle X}เหนือทุ่งนาเค{\displaystyle k}กล่าวกันว่ามีความกว้างขวางมากหากไม่มีจุดฐานและมอร์ฟิซึมที่เกี่ยวข้อง

เอฟ:Xพีเคn{\displaystyle f\colon X\to \mathbb {P} _{k}^{n}}

เป็นการดื่มด่ำอย่างแท้จริง ที่นี่n=ชม.0(X,แอล)1{\displaystyle n=h^{0}(X,L)-1}ในทำนองเดียวกันแอล{\displaystyle L}กว้างขวางมากหากX{\displaystyle X}สามารถฝังลงในปริภูมิเชิงฉายภาพที่มีมิติบางมิติได้เค{\displaystyle k}ในลักษณะที่ว่าแอล{\displaystyle L}คือข้อจำกัดของกลุ่มเส้นโอ(1){\displaystyle {\คณิตศาสตร์ {O}}(1)}ถึงX{\displaystyle X}[ 8 ]นิยามหลังนี้ใช้เพื่อกำหนดความกว้างขวางมากสำหรับมัดเส้นบนโครงร่างที่เหมาะสมเหนือวงแหวนสลับที่ใด[ 9 ]

ชื่อ "very ample" ได้รับการแนะนำโดยAlexander Grothendieckในปี พ.ศ. 2504 [ 10 ]ก่อนหน้านี้มีการใช้ชื่อต่างๆ ในบริบทของระบบตัวหารเชิงเส้น

สำหรับชุดสายไฟที่กว้างขวางมากแอล{\displaystyle L}ตามแผนงานที่เหมาะสมX{\displaystyle X}เหนือสนามที่มีมอร์ฟิซึมที่เกี่ยวข้องเอฟ{\displaystyle f}ระดับของแอล{\displaystyle L}บนเส้นโค้งซี{\displaystyle C}ในX{\displaystyle X}คือระดับของเอฟ(ซี){\displaystyle f(C)}เป็นเส้นโค้งในพีn{\displaystyle \mathbb {P} ^{n}}. ดังนั้นแอล{\displaystyle L}มีระดับบวกในทุกเส้นโค้งในX{\displaystyle X}(เนื่องจากปริภูมิย่อยทุกปริภูมิเชิงฉายมีดีกรีบวก) [ 11 ]

คำจำกัดความ

ชีฟที่ผกผันได้จำนวนมากบนแผนผังแบบกึ่งกะทัดรัด

โดยทั่วไปแล้ว การจัดกลุ่มสายส่งจำนวนมากมักใช้กับระบบที่เหมาะสม แต่ก็สามารถกำหนดความหมายได้ในวงกว้างกว่านั้นเช่นกัน

ให้Xเป็นโครงร่าง และให้แอล{\displaystyle {\mathcal {L}}}เป็นชีฟที่ผกผันได้บนXสำหรับแต่ละxX{\displaystyle x\in X}, อนุญาตx{\displaystyle {\mathfrak {m}}_{x}}แทนชีฟในอุดมคติของสับสกีมที่ลดรูปซึ่งรองรับเฉพาะที่x เท่านั้น สำหรับΓ(X,แอล){\displaystyle s\in \Gamma (X,{\mathcal {L}})}, กำหนด X={xX:xxแอลx}.{\displaystyle X_{s}=\{x\in X\colon s_{x}\not \in {\mathfrak {m}}_{x}{\mathcal {L}}_{x}\}.} ในทำนองเดียวกัน ถ้าκ(x){\displaystyle \kappa (x)}แสดงถึงฟิลด์ส่วนเหลือที่x (ซึ่งถือว่าเป็นชีฟตึกระฟ้าที่รองรับที่x ) จากนั้น X={xX:¯x0κ(x)แอลx},{\displaystyle X_{s}=\{x\in X\colon {\bar {s}}_{x}\neq 0\in \kappa (x)\otimes {\mathcal {L}}_{x}\},} ที่ไหน¯x{\displaystyle {\bar {s}}_{x}}คือภาพของsในผลคูณเทนเซอร์

แก้ไขΓ(X,แอล){\displaystyle s\in \Gamma (X,{\mathcal {L}})}สำหรับทุกค่า sข้อจำกัดแอล|X{\displaystyle {\mathcal {L}}|_{X_{s}}}เป็นของฟรีโอX{\displaystyle {\mathcal {O}}_{X}}-โมดูลที่ถูกทำให้เรียบง่ายโดยข้อจำกัดของsซึ่งหมายถึงมอร์ฟิซึมการคูณด้วย sโอXแอล|X{\displaystyle {\mathcal {O}}_{X_{s}}\to {\mathcal {L}}|_{X_{s}}}เป็นไอโซมอร์ฟิซึม เซตX{\displaystyle X_{s}}เปิดอยู่เสมอ และมอร์ฟิซึมการรวมXX{\displaystyle X_{s}\to X}เป็นการแปลงเชิงเส้นแบบแอฟฟิน แม้จะเป็นเช่นนั้นก็ตามX{\displaystyle X_{s}}ไม่จำเป็นต้องเป็นแผนภาพเชิงเส้นตรงเสมอไป ตัวอย่างเช่น ถ้า=1Γ(X,โอX){\displaystyle s=1\in \Gamma (X,{\mathcal {O}}_{X})}, แล้วX=X{\displaystyle X_{s}=X}เป็นตัวเปิดในตัวเองและเป็นตัวแอฟฟินเหนือตัวมันเอง แต่โดยทั่วไปแล้วไม่ใช่ตัวแอฟฟิน

สมมติว่าXเป็นเซตกึ่งกระชับ (quasi-compact) แล้วแอล{\displaystyle {\mathcal {L}}}ถือว่าเพียงพอแล้วหากสำหรับทุกๆxX{\displaystyle x\in X}มีอยู่จริงn1{\displaystyle n\geq 1}และΓ(X,แอลn){\displaystyle s\in \Gamma (X,{\mathcal {L}}^{\otimes n})}โดยที่xX{\displaystyle x\in X_{s}}และX{\displaystyle X_{s}}เป็นแผนผังเชิงเส้น[ 12 ]ตัวอย่างเช่น บันเดิลเส้นตรงที่ไม่สำคัญโอX{\displaystyle {\mathcal {O}}_{X}}ถือว่าเพียงพอเฉพาะเมื่อXเป็นกึ่งแอฟฟิ[ 13 ]

โดยทั่วไปแล้ว ไม่เป็นความจริงที่ว่าทุกๆX{\displaystyle X_{s}}เป็นเชิงเส้นตรง ตัวอย่างเช่น ถ้าX=พี2{โอ}{\displaystyle X=\mathbf {P} ^{2}\setminus \{O\}}สำหรับจุดO บางจุด และถ้าแอล{\displaystyle {\mathcal {L}}}คือข้อจำกัดของโอพี2(1){\displaystyle {\mathcal {O}}_{\mathbf {P} ^{2}}(1)}ไปที่Xจากนั้นแอล{\displaystyle {\mathcal {L}}}และโอพี2(1){\displaystyle {\mathcal {O}}_{\mathbf {P} ^{2}}(1)}มีส่วนประกอบทั่วโลกที่เหมือนกัน และตำแหน่งที่ไม่หายไปของส่วนประกอบหนึ่งแอล{\displaystyle {\mathcal {L}}}จะเป็นเชิงเส้นก็ต่อเมื่อส่วนที่สอดคล้องกันของโอพี2(1){\displaystyle {\mathcal {O}}_{\mathbf {P} ^{2}}(1)}ประกอบด้วยO .

จำเป็นต้องอนุญาตให้มีอำนาจแอล{\displaystyle {\mathcal {L}}}ในคำจำกัดความ ในความเป็นจริง สำหรับทุกค่า Nเป็นไปได้ว่าX{\displaystyle X_{s}}ไม่ใช่ความสัมพันธ์สำหรับทุกๆΓ(X,แอลn){\displaystyle s\in \Gamma (X,{\mathcal {L}}^{\otimes n})}กับnเอ็น{\displaystyle n\leq N}จริง ๆ แล้ว สมมติว่าZเป็นเซตจำกัดของจุดในพี2{\displaystyle \mathbf {P} ^{2}},X=พี2{\displaystyle X=\mathbf {P} ^{2}\setminus Z}, และแอล=โอพี2(1)|X{\displaystyle {\mathcal {L}}={\mathcal {O}}_{\mathbf {P} ^{2}}(1)|_{X}}ตำแหน่งที่หายไปของส่วนต่างๆ ของแอลเอ็น{\displaystyle {\mathcal {L}}^{\otimes N}}เส้นโค้งระนาบที่มีดีกรีNโดยกำหนดให้Zเป็นเซตของจุดที่มีขนาดใหญ่พอสมควรซึ่งอยู่ในตำแหน่งทั่วไปเราสามารถมั่นใจได้ว่าไม่มีเส้นโค้งระนาบ ใด ที่มีดีกรีN (และดีกรีที่ต่ำกว่านั้น) ครอบคลุมจุดทั้งหมดในZโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตำแหน่งที่ไม่เป็นศูนย์ของเส้นโค้งเหล่านี้ล้วนไม่ใช่เส้นโค้งเชิงเส้นตรง

กำหนดเอส=n0Γ(X,แอลn){\displaystyle \textstyle S=\bigoplus _{n\geq 0}\Gamma (X,{\mathcal {L}}^{\otimes n})}. อนุญาตพี:Xสเปค{\displaystyle p\colon X\to \operatorname {Spec} \mathbf {Z} }แสดงถึงโครงสร้างเชิงโครงสร้าง มีไอโซมอร์ฟิซึมตามธรรมชาติระหว่างโอX{\displaystyle {\mathcal {O}}_{X}}-โฮโมมอร์ฟิซึมพีชคณิตพี*(เอส~)n0แอลn{\displaystyle \textstyle p^{*}({\tilde {S}})\to \bigoplus _{n\geq 0}{\mathcal {L}}^{\otimes n}}และเอนโดมอร์ฟิซึมของวงแหวนแบบไล่ระดับSเอนโดมอร์ฟิซึมเอกลักษณ์ของSสอดคล้องกับโฮโมมอร์ฟิซึมε{\displaystyle \varepsilon }การประยุกต์ใช้โครงการ{\displaystyle \operatorname {Proj} }ฟังก์ชันเตอร์สร้างมอร์ฟิซึมจากสับสกีมแบบเปิดของXซึ่งแสดงด้วยสัญลักษณ์จี(ε){\displaystyle G(\varepsilon )}, ถึงโครงการเอส{\displaystyle \operatorname {Proj} S}.

ลักษณะพื้นฐานของชีฟผกผันที่กว้างขวางระบุว่า ถ้าXเป็นสกีมแบบกึ่งกะทัดรัดและกึ่งแยก และแอล{\displaystyle {\mathcal {L}}}ถ้าเป็นชีฟผกผันบนXแล้วข้อความต่อไปนี้จะเทียบเท่ากัน: [ 14 ]

  1. แอล{\displaystyle {\mathcal {L}}}เพียงพอแล้ว
  2. เซตเปิดX{\displaystyle X_{s}}, ที่ไหนΓ(X,แอลn){\displaystyle s\in \Gamma (X,{\mathcal {L}}^{\otimes n})}และn0{\displaystyle n\geq 0}ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับโทโพโลยีของX
  3. เซตเปิดX{\displaystyle X_{s}}โดยมีคุณสมบัติของการเป็นแอฟฟิน ซึ่งΓ(X,แอลn){\displaystyle s\in \Gamma (X,{\mathcal {L}}^{\otimes n})}และn0{\displaystyle n\geq 0}ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับโทโพโลยีของX
  4. จี(ε)=X{\displaystyle G(\varepsilon )=X}และมอร์ฟิซึมจี(ε)โครงการเอส{\displaystyle G(\varepsilon )\to \operatorname {Proj} S}เป็นการแช่ตัวแบบเปิดที่เด่นชัด
  5. จี(ε)=X{\displaystyle G(\varepsilon )=X}และมอร์ฟิซึมจี(ε)โครงการเอส{\displaystyle G(\varepsilon )\to \operatorname {Proj} S}เป็นโฮมีโอเมอร์ฟิซึมของปริภูมิเชิงทอพอโลยีพื้นฐานของXกับภาพของมัน
  6. สำหรับชีฟกึ่งสอดคล้องกันทุกอันเอฟ{\displaystyle {\mathcal {F}}}บนXแผนที่มาตรฐานn0Γ(X,เอฟโอXแอลn)แอลnเอฟ{\displaystyle \bigoplus _{n\geq 0}\Gamma (X,{\mathcal {F}}\otimes _{{\mathcal {O}}_{X}}{\mathcal {L}}^{\otimes n})\otimes _{\mathbf {Z} }{\mathcal {L}}^{\otimes {-n}}\to {\mathcal {F}}}เป็นฟังก์ชันทั่วถึง (surjective)
  7. สำหรับกลุ่มอุดมคติที่เกือบจะสอดคล้องกันทุกกลุ่มเจ{\displaystyle {\mathcal {J}}}บนXแผนที่มาตรฐานn0Γ(X,เจโอXแอลn)แอลnเจ{\displaystyle \bigoplus _{n\geq 0}\Gamma (X,{\mathcal {J}}\otimes _{{\mathcal {O}}_{X}}{\mathcal {L}}^{\otimes n})\otimes _{\mathbf {Z} }{\mathcal {L}}^{\otimes {-n}}\to {\mathcal {J}}}เป็นฟังก์ชันทั่วถึง (surjective)
  8. สำหรับชีฟกึ่งสอดคล้องกันทุกอันเอฟ{\displaystyle {\mathcal {F}}}สำหรับชนิดข้อมูลจำกัดบนXจะมีจำนวนเต็มอยู่n0{\displaystyle n_{0}}โดยที่สำหรับnn0{\displaystyle n\geq n_{0}},เอฟแอลn{\displaystyle {\mathcal {F}}\otimes {\mathcal {L}}^{\otimes n}}ถูกสร้างขึ้นโดยส่วนต่างๆ ทั่วโลก
  9. สำหรับชีฟกึ่งสอดคล้องกันทุกอันเอฟ{\displaystyle {\mathcal {F}}}สำหรับชนิดข้อมูลจำกัดบนXจะมีจำนวนเต็มอยู่n>0{\displaystyle n>0}และเค>0{\displaystyle k>0}โดยที่เอฟ{\displaystyle {\mathcal {F}}}มีโครงสร้างสมมาตรกับผลหารของแอล(n)โอXเค{\displaystyle {\mathcal {L}}^{\otimes (-n)}\otimes {\mathcal {O}}_{X}^{k}}.
  10. สำหรับกลุ่มอุดมคติที่เกือบจะสอดคล้องกันทุกกลุ่มเจ{\displaystyle {\mathcal {J}}}สำหรับชนิดข้อมูลจำกัดบนXจะมีจำนวนเต็มอยู่n>0{\displaystyle n>0}และเค>0{\displaystyle k>0}โดยที่เจ{\displaystyle {\mathcal {J}}}มีโครงสร้างสมมาตรกับผลหารของแอล(n)โอXเค{\displaystyle {\mathcal {L}}^{\otimes (-n)}\otimes {\mathcal {O}}_{X}^{k}}.

ตามแผนงานที่เหมาะสม

เมื่อXแยกออกจากกันและมีประเภทจำกัดเหนือแผนผังเชิงเส้นตรง ชีฟที่ผกผันได้แอล{\displaystyle {\mathcal {L}}}เพียงพอต่อเมื่อมีจำนวนเต็มบวกr อยู่จริง ซึ่งกำลังของเทนเซอร์แอล{\displaystyle {\mathcal {L}}^{\otimes r}}มีความกว้างขวางมาก[ 15 ] [ 16 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แผนผังที่เหมาะสมเหนือRจะมีบันเดิลเส้นที่กว้างขวางก็ต่อเมื่อมันเป็นโปรเจกทีฟเหนือR เท่านั้น บ่อยครั้งที่ลักษณะเฉพาะนี้ถูกนำมาใช้เป็นนิยามของความกว้างขวาง

ส่วนที่เหลือของบทความนี้จะเน้นไปที่ความกว้างขวางของเส้นมัดบนโครงร่างที่เหมาะสมเหนือฟิลด์ เนื่องจากนี่เป็นกรณีที่สำคัญที่สุด เส้นมัดที่กว้างขวางบนโครงร่างที่เหมาะสมXเหนือฟิลด์จะมีดีกรีเป็นบวกบนทุกเส้นโค้งในXตามข้อความที่สอดคล้องกันสำหรับเส้นมัดที่กว้างขวางมาก

ตัวหารคาร์เทียร์Dบนโครงร่างที่เหมาะสมXเหนือฟิลด์kกล่าวได้ว่ามีแอมเพิล ถ้าบันเดิลเส้นตรงที่สอดคล้องกันO ( D ) มีแอมเพิล (ตัวอย่างเช่น ถ้าXเรียบเหนือkแล้ว ตัวหารคาร์เทียร์สามารถระบุได้ด้วยการรวมเชิงเส้น จำกัด ของซับวาไรตีปิดที่มีมิติร่วม 1 ของXที่มีสัมประสิทธิ์จำนวนเต็ม)

การลดทอนแนวคิดของ "กว้างขวางมาก" ให้เหลือเพียง "กว้างขวาง" ทำให้ได้แนวคิดที่ยืดหยุ่นพร้อมลักษณะเฉพาะที่หลากหลาย ประเด็นแรกคือ การเทนเซอร์กำลังสูงของบันเดิลเส้นที่กว้างขวางด้วยชีฟที่สอดคล้องกันใดๆ ก็ตาม จะได้ชีฟที่มีส่วนตัดทั่วโลกจำนวนมาก กล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้น บันเดิลเส้นLบนสกีมที่เหมาะสมXเหนือฟิลด์ (หรือโดยทั่วไปเหนือวงแหวนโนเธอร์เรียน ) จะกว้างขวางก็ต่อเมื่อสำหรับทุกชีฟที่สอดคล้องกันFบนXจะมีจำนวนเต็มsเช่นนั้น ชีฟนั้นเอฟแอล{\displaystyle F\otimes L^{\otimes r}}สร้างขึ้นทั่วโลกสำหรับทุกคน{\displaystyle r\geq s}ที่นี่sอาจขึ้นอยู่กับ F [ 17 ] [ 18 ]

การกำหนดลักษณะเฉพาะของความกว้างขวางอีกแบบหนึ่ง ซึ่งรู้จักกันในชื่อ ทฤษฎีบท CartanSerreGrothendieckนั้น พิจารณาจากโคฮอโมโลยีของชีฟแบบสอดคล้องกันกล่าวคือ บันเดิลเส้นตรงLบนสกีมที่เหมาะสมXเหนือฟิลด์ (หรือโดยทั่วไปเหนือวงแหวน Noetherian) จะกว้างขวางก็ต่อเมื่อสำหรับทุกชีฟแบบสอดคล้องกันFบนXจะมีจำนวนเต็มsเช่นนั้น

ชมฉัน(X,เอฟแอล)=0{\displaystyle H^{i}(X,F\otimes L^{\otimes r})=0}

สำหรับทุกคนฉัน>0{\displaystyle i>0}และทั้งหมด{\displaystyle r\geq s}[ 19 ] [ 18 ] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กำลังสูงของบันเดิลเส้นแอมเพิลจะฆ่าโคฮอโมโล ยีในระดับบวก นัยยะนี้เรียกว่าทฤษฎีบทการหายไปของ Serreซึ่งพิสูจน์โดยJean-Pierre SerreในบทความFaisceaux algébriques cohérents ในปี 1955 ของ เขา

ตัวอย่าง/ไม่ใช่ตัวอย่าง

  • กลุ่มเส้นที่ไม่สำคัญโอX{\displaystyle O_{X}}บนวาไรตี้เชิงโปรเจกที ฟ Xที่มีมิติเป็นบวก จะไม่มีจุดฐานแต่จะไม่เต็มอิ่ม โดยทั่วไปแล้ว สำหรับมอร์ฟิซึมf ใดๆ จากวาไรตี้เชิงโปรเจกทีฟXไปยังปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟบางแห่งพีn{\displaystyle \mathbb {P} ^{n}}เหนือทุ่งนา กลุ่มเส้นดึงกลับแอล=เอฟ*โอ(1){\displaystyle L=f^{*}O(1)}จะไม่มีจุดฐานเสมอ ในขณะที่Lจะเพียงพอเฉพาะเมื่อมอร์ฟิซึมfเป็นแบบจำกัด (นั่นคือ ไฟเบอร์ทั้งหมดของfมีมิติเป็น 0 หรือว่างเปล่า) [ 20 ]
  • สำหรับจำนวนเต็มdปริภูมิของส่วนต่างๆ ของกลุ่มเส้นตรงO ( d ) เหนือพีซี1{\displaystyle \mathbb {P} _{\mathbb {C} }^{1}}คือ ปริภูมิเวกเตอร์ เชิงซ้อนของพหุนามเอกพันธุ์ดีกรีdในตัวแปรxและyโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปริภูมินี้มีค่าเป็นศูนย์เมื่อd < 0 สำหรับ0{\displaystyle d\geq 0}มอร์ฟิซึมไปยังปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟที่กำหนดโดยO ( d ) คือ
พี1พี{\displaystyle \mathbb {P} ^{1}\to \mathbb {P} ^{d}}
โดย
[x,y][x,x1y,,y].{\displaystyle [x,y]\mapsto [x^{d},x^{d-1}y,\ldots ,y^{d}].}
นี่คือการแช่ตัวแบบปิดสำหรับ1{\displaystyle d\geq 1}โดยมีภาพเส้นโค้งปกติเชิงตรรกะระดับdในพี{\displaystyle \mathbb {P} ^{d}}ดังนั้นO ( d ) จะไม่มีจุดฐานก็ต่อเมื่อ0{\displaystyle d\geq 0}และจะเหลือเฟือก็ต่อเมื่อเท่านั้น1{\displaystyle d\geq 1}ดังนั้นO ( d ) จึงเพียงพอ ก็ต่อเมื่อ1{\displaystyle d\geq 1}.
  • สำหรับตัวอย่างที่ "ample" และ "very ample" แตกต่างกัน ให้Xเป็นเส้นโค้งเชิงโปรเจกทีฟเรียบที่มีจีนัส 1 ( เส้นโค้งวงรี ) เหนือCและให้pเป็นจุดเชิงซ้อนของXให้O ( p ) เป็นมัดเส้นตรงที่เกี่ยวข้องที่มีดีกรี 1 บนXจากนั้นปริภูมิเวกเตอร์เชิงซ้อนของส่วนทั่วโลกของO ( p ) มีมิติ 1 ซึ่งครอบคลุมโดยส่วนที่หายไปที่p [ 21 ] ดังนั้นตำแหน่งฐานของO ( p ) จึงเท่ากับpในทางกลับกันO (2p )ไม่มีจุดฐาน และO ( dp ) กว้างขวางมากสำหรับ3{\displaystyle d\geq 3}(โดยให้การฝังตัวของXเป็นเส้นโค้งวงรีที่มีดีกรีdในพี1{\displaystyle \mathbb {P} ^{d-1}}ดังนั้นO ( p ) จึงมีขนาดเพียงพอแต่ไม่มากเท่าขนาดเพียงพอ นอกจากนี้O (2p )ก็มีขนาดเพียงพอและไม่มีจุดฐานแต่ไม่มากเท่าขนาดเพียงพอ มอร์ฟิซึมที่เกี่ยวข้องกับปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟคือการปกคลุมสองชั้นแบบแตกแขนงXพี1{\displaystyle X\to \mathbb {P} ^{1}}.
  • บนเส้นโค้งที่มีจีนัสสูงกว่า จะมีมัดเส้นตรงL จำนวนมาก ซึ่งทุกส่วนตัดทั่วโลกเป็นศูนย์ (แต่ผลคูณสูงของLจะมีส่วนตัดจำนวนมากตามนิยาม) ตัวอย่างเช่น ให้Xเป็นเส้นโค้งควอติกแบบระนาบเรียบ (ดีกรี 4 ในพี2{\displaystyle \mathbb {P} ^{2}}) เหนือCและให้pและqเป็นจุดเชิงซ้อนที่แตกต่างกันของXจากนั้นมัดเส้นตรงแอล=โอ(2พีq){\displaystyle L=O(2p-q)}กว้างขวางแต่มีชม0(X,แอล)=0{\displaystyle H^{0}(X,L)=0}[ 22 ]

เกณฑ์สำหรับความเพียงพอของกลุ่มสายไฟ

ทฤษฎีจุดตัด

To determine whether a given line bundle on a projective variety X is ample, the following numerical criteria (in terms of intersection numbers) are often the most useful. It is equivalent to ask when a Cartier divisor D on X is ample, meaning that the associated line bundle O(D) is ample. The intersection number DC{\displaystyle D\cdot C} can be defined as the degree of the line bundle O(D) restricted to C. In the other direction, for a line bundle L on a projective variety, the first Chern classc1(L){\displaystyle c_{1}(L)} means the associated Cartier divisor (defined up to linear equivalence), the divisor of any nonzero rational section of L.

On a smooth projective curve X over an algebraically closed fieldk, a line bundle L is very ample if and only if h0(X,LO(xy))=h0(X,L)2{\displaystyle h^{0}(X,L\otimes O(-x-y))=h^{0}(X,L)-2} for all k-rational pointsx,y in X.[23] Let g be the genus of X. By the Riemann–Roch theorem, every line bundle of degree at least 2g + 1 satisfies this condition and hence is very ample. As a result, a line bundle on a curve is ample if and only if it has positive degree.[24]

For example, the canonical bundleKX{\displaystyle K_{X}} of a curve X has degree 2g  2, and so it is ample if and only if g2{\displaystyle g\geq 2}. The curves with ample canonical bundle form an important class; for example, over the complex numbers, these are the curves with a metric of negative curvature. The canonical bundle is very ample if and only if g2{\displaystyle g\geq 2} and the curve is not hyperelliptic.[25]

The Nakai–Moishezon criterion (named for Yoshikazu Nakai (1963) and Boris Moishezon (1964)) states that a line bundle L on a proper scheme X over a field is ample if and only if Yc1(L)dim(Y)>0{\displaystyle \int _{Y}c_{1}(L)^{{\text{dim}}(Y)}>0} for every (irreducible) closed subvariety Y of X (Y is not allowed to be a point).[26] In terms of divisors, a Cartier divisor D is ample if and only if Ddim(Y)Y>0{\displaystyle D^{{\text{dim}}(Y)}\cdot Y>0}สำหรับทุกๆ สับวาไรตี้ Y (ที่มีมิติไม่เป็นศูนย์) ของXสำหรับXที่เป็นเส้นโค้ง เกณฑ์นี้กล่าวว่า ตัวหารจะเพียงพอ (ample) ก็ต่อเมื่อมีดีกรีเป็นบวก สำหรับXที่เป็นพื้นผิว เกณฑ์นี้กล่าวว่า ตัวหารDจะเพียงพอ (ample) ก็ต่อเมื่อจำนวนจุดตัดตัวเอง ของตัวหารนั้นเป็นบวกดี2{\displaystyle D^{2}}เป็นค่าบวก และเส้นโค้งC ทุกเส้น บนXมีดีซี>0{\displaystyle D\cdot C>0}.

เกณฑ์ของไคลแมน

เพื่อระบุเกณฑ์ของ Kleiman (1966) ให้Xเป็นสกีมเชิงโปรเจกทีฟเหนือฟิลด์หนึ่ง ให้เอ็น1(X){\displaystyle N_{1}(X)}ให้ X เป็น ปริภูมิเวกเตอร์ จริงของวัฏจักร 1 (ผลรวมเชิงเส้นจริงของเส้นโค้งในX ) โดยพิจารณาความเท่าเทียมกันเชิงตัวเลข หมายความว่าวัฏจักร 1 สองวัฏจักรAและBเท่ากันใน Xเอ็น1(X){\displaystyle N_{1}(X)}ก็ต่อเมื่อกลุ่มเส้นตรงทุกกลุ่มมีดีกรีเท่ากันบนAและบนB เท่านั้น ตามทฤษฎีบทเนรอน-เซเวรี ปริภูมิเวกเตอร์จริงเอ็น1(X){\displaystyle N_{1}(X)}มีมิติจำกัด เกณฑ์ของไคลแมนกล่าวว่าบันเดิลเส้นตรงLบนXนั้นเพียงพอ ก็ต่อเมื่อLมีดีกรีเป็นบวกบนทุกองค์ประกอบC ที่ไม่เป็นศูนย์ ของการปิดของกรวยเส้นโค้ง NE( X ) ในเอ็น1(X){\displaystyle N_{1}(X)}(นี่มีความเข้มแข็งกว่าการบอกว่าLมีดีกรีเป็นบวกบนทุกเส้นโค้งเล็กน้อย) หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ บันเดิลเส้นตรงจะเพียงพอ ก็ต่อเมื่อคลาสของมันในปริภูมิเวกเตอร์คู่ขนานเอ็น1(X){\displaystyle N^{1}(X)}อยู่ภายในกรวยเนฟ[ 27 ]

เกณฑ์ของ Kleiman ล้มเหลวโดยทั่วไปสำหรับแผนผัง Xที่เหมาะสม (แทนที่จะเป็นแบบโปรเจคทีฟ) เหนือฟิลด์ แม้ว่าจะใช้ได้หากXเรียบหรือโดยทั่วไปเป็นQ-แฟกทอเรียล[ 28 ]

บันเดิลเส้นบนวาไรตี้เชิงโปรเจกทีฟเรียกว่า'strictly nef'ถ้ามีดีกรีเป็นบวกบนทุกเส้นโค้งนากาตะ (1959)และเดวิด มัมฟอร์ดสร้างบันเดิลเส้นบนพื้นผิวเชิงโปรเจกทีฟเรียบที่เป็น 'strictly nef' แต่ไม่ใช่ 'ample' ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเงื่อนไขซี1(แอล)2>0{\displaystyle c_{1}(L)^{2}>0}ไม่สามารถละเว้นในเกณฑ์ Nakai–Moishezon ได้ และจำเป็นต้องใช้การปิดของ NE( X ) แทน NE( X ) ในเกณฑ์ของ Kleiman [ 29 ]บันเดิลเส้น nef ทุกเส้นบนพื้นผิวมีซี1(แอล)20{\displaystyle c_{1}(L)^{2}\geq 0}และตัวอย่างของนากาตะและมัมฟอร์ดก็มีซี1(แอล)2=0{\displaystyle c_{1}(L)^{2}=0}.

CS Seshadriแสดงให้เห็นว่าบันเดิลเส้นLบนแผนผังที่เหมาะสมเหนือฟิลด์ปิดเชิงพีชคณิตนั้นเพียงพอ ก็ต่อเมื่อมีจำนวนจริงบวก ε เช่นนั้น deg( L | ) ≥ ε m ( C ) สำหรับเส้นโค้ง Cทั้งหมด (ที่ไม่สามารถลดรูปได้) ใน X โดยที่m ( C ) คือค่าสูงสุดของความซ้ำซ้อนที่จุดของC [ 30 ]

ลักษณะเฉพาะหลายประการของความกว้างขวางนั้นใช้ได้กับกลุ่มเส้นบนปริภูมิพีชคณิต ที่เหมาะสม เหนือฟิลด์kทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เกณฑ์ Nakai-Moishezon ใช้ได้ในความทั่วไปนั้น[ 31 ] เกณฑ์ Cartan-Serre-Grothendieck ใช้ได้ทั่วไปยิ่งกว่า นั้นสำหรับปริภูมิพีชคณิตที่เหมาะสมเหนือวงแหวน Noetherian R [ 32 ] (ถ้าปริภูมิพีชคณิตที่เหมาะสมเหนือRมีกลุ่มเส้นที่กว้างขวาง แสดงว่ามันเป็นโครงร่างเชิงโปรเจกทีฟเหนือR ) เกณฑ์ของ Kleiman ล้มเหลวสำหรับปริภูมิพีชคณิตที่เหมาะสมXเหนือฟิลด์ แม้ว่าXจะเรียบก็ตาม[ 33 ]

ความเปิดกว้างของความเหลือเฟือ

บนโครงร่างเชิงโปรเจกที ฟ Xเหนือฟิลด์ เกณฑ์ของไคลแมนบ่งชี้ว่าความกว้างขวางเป็นเงื่อนไขเปิดบนคลาสของ ตัวหาร R ( การรวมเชิงเส้น Rของตัวหารคาร์เทียร์) ในเอ็น1(X){\displaystyle N^{1}(X)}โดยมีโทโพโลยีตามโทโพโลยีของจำนวนจริง ( ตัวหาร Rถูกกำหนดให้เป็นแอมเพิลได้ก็ต่อเมื่อสามารถเขียนเป็นผลรวมเชิงเส้นบวกของตัวหารคาร์เทียร์แอมเพิลได้[ 34 ] ) กรณีพิเศษพื้นฐานคือ: สำหรับตัวหารแอมเพิลHและตัวหารE ใดๆ จะมีจำนวนจริงบวกbเช่นนั้นชม+เออี{\displaystyle H+aE}nH + E เพียงพอสำหรับจำนวนจริงa ทุกตัว ที่มีค่าสัมบูรณ์น้อยกว่าbในแง่ของตัวหารที่มีสัมประสิทธิ์เป็นจำนวนเต็ม (หรือกลุ่มเส้น) หมายความว่าnH + Eเพียงพอสำหรับจำนวนเต็มบวก n ที่มีขนาดใหญ่พอสมควร

ความกว้างขวางยังเป็นเงื่อนไขเปิดในความหมายที่แตกต่างออกไป เมื่อความหลากหลายหรือกลุ่มเส้นถูกเปลี่ยนแปลงในตระกูลพีชคณิต กล่าวคือ ให้เอฟ:Xวาย{\displaystyle f\colon X\to Y}ให้ L เป็นมอร์ฟิซึมที่เหมาะสมของสกีม และให้Lเป็นบันเดิลเส้นบนXแล้วเซตของจุดyในYที่Lเป็นแอมเพิลบนไฟเบอร์Xy{\displaystyle X_{y}}เปิดอยู่ (ในโทโพโลยีของ Zariski ) ยิ่งไปกว่านั้น ถ้าLเพียงพอในไฟเบอร์หนึ่งXy{\displaystyle X_{y}}จากนั้นจะมีย่านเปิดเชิงเส้นตรงUของyซึ่งL นั้น เป็นแอมเพิลบนเอฟ1(ยู){\displaystyle f^{-1}(U)}เหนือU [ 35 ]

ลักษณะอื่นๆ ของความอุดมสมบูรณ์ที่ไคลแมนได้อธิบายไว้

Kleiman ยังพิสูจน์ลักษณะเฉพาะของความเพียงพอต่อไปนี้ ซึ่งสามารถมองได้ว่าเป็นขั้นตอนกลางระหว่างคำจำกัดความของความเพียงพอและเกณฑ์เชิงตัวเลข กล่าวคือ สำหรับบันเดิลเส้นLบนแผนผังที่เหมาะสมXเหนือฟิลด์ สิ่งต่อไปนี้เทียบเท่ากัน: [ 36 ]

  • Lมีขนาดใหญ่พอ
  • สำหรับพันธุ์ย่อย (ที่ไม่สามารถลดทอนได้) ทุกชนิดวายX{\displaystyle Y\subset X}ในมิติบวก จะมีจำนวนเต็มบวกrและส่วนตัดขวางชม0(วาย,แอล){\displaystyle s\in H^{0}(Y,{\mathcal {L}}^{\otimes r})}ซึ่งไม่ใช่ศูนย์โดยสมบูรณ์ แต่หายไป ณ จุดใดจุดหนึ่งของY
  • สำหรับพันธุ์ย่อย (ที่ไม่สามารถลดทอนได้) ทุกชนิดวายX{\displaystyle Y\subset X}สำหรับมิติที่เป็นบวกลักษณะเฉพาะของออยเลอร์เชิงโฮโลมอร์ฟิกของกำลังของLบนYจะมีค่าเข้าสู่อนันต์:
χ(วาย,แอล){\displaystyle \chi (Y,{\mathcal {L}}^{\otimes r})\to \infty }เช่น{\displaystyle r\to \infty }.

การสรุปโดยทั่วไป

ชุดเวกเตอร์ขนาดใหญ่

Robin Hartshorneนิยามว่าเวกเตอร์บันเดิลFบนโครงร่างเชิงโปรเจกที ฟ Xเหนือฟิลด์ จะถือว่าเพียงพอหากบันเดิลเส้นตรงโอ(1){\displaystyle {\mathcal {O}}(1)}บนพื้นที่พี(เอฟ){\displaystyle \mathbb {P} (F)}ของไฮเปอร์เพลนในFนั้นมีมากมาย[ 37 ]

คุณสมบัติหลายประการของบันเดิลเส้นที่กว้างขวางสามารถขยายไปสู่บันเดิลเวกเตอร์ที่กว้างขวางได้ ตัวอย่างเช่น บันเดิลเวกเตอร์Fจะกว้างขวางก็ต่อเมื่อกำลังสมมาตรสูงของFทำให้โคฮอโมโลยีเป็นศูนย์ชมฉัน{\displaystyle H^{i}}ของชีฟที่สอดคล้องกันสำหรับทุกคนฉัน>0{\displaystyle i>0}[ 38 ]นอกจากนี้คลาส Chernซี(เอฟ){\displaystyle c_{r}(F)}ของเวกเตอร์บันเดิลที่กว้างขวางจะมีดีกรีเป็นบวกในทุก ซับวาไรตี rมิติของXสำหรับ1อันดับ(เอฟ){\displaystyle 1\leq r\leq {\text{rank}}(F)}[ 39 ]

แพ็กเกจสายขนาดใหญ่

การลดทอนความกว้างขวางที่เป็นประโยชน์อย่างหนึ่ง โดยเฉพาะในเรขาคณิตเชิงไบราชันแนล คือแนวคิดของ บันเดิลเส้นใหญ่ บันเดิลเส้นLบนวาไรตีเชิงโปรเจกทีฟXที่มีมิติnเหนือฟิลด์ จะเรียกว่าเป็นบันเดิลเส้นใหญ่ ถ้ามีจำนวนจริงบวกaและจำนวนเต็มบวก nเจ0{\displaystyle j_{0}}โดยที่ชม.0(X,แอลเจ)เอเจn{\displaystyle h^{0}(X,L^{\otimes j})\geq aj^{n}}สำหรับทุกคนเจเจ0{\displaystyle j\geq j_{0}}นี่คืออัตราการเติบโตสูงสุดที่เป็นไปได้สำหรับปริภูมิของส่วนต่างๆ ของกำลังของLในแง่ที่ว่าสำหรับมัดเส้นตรงL ทุกมัด บนXจะมีจำนวนบวกbที่มีชม.0(X,แอลเจ)เจn{\displaystyle h^{0}(X,L^{\otimes j})\leq bj^{n}}สำหรับทุกj > 0 [ 40 ]

นอกจากนี้ยังมีลักษณะเฉพาะอื่นๆ อีกหลายประการสำหรับมัดเส้นขนาดใหญ่ ประการแรก มัดเส้นจะมีขนาดใหญ่ก็ต่อเมื่อมีจำนวนเต็มบวกrที่ทำให้แผนที่เชิงตรรกะจากXไปยังพี(ชม0(X,แอล)){\displaystyle \mathbb {P} (H^{0}(X,L^{\otimes r}))}กำหนดโดยส่วนต่างๆ ของแอล{\displaystyle L^{\otimes r}}เป็นไบราชันนัลบนภาพของมัน[ 41 ]นอกจากนี้ บันเดิลเส้นLจะมีขนาดใหญ่ก็ต่อเมื่อมีกำลังเทนเซอร์บวกซึ่งเป็นผลคูณเทนเซอร์ของบันเดิลเส้นแอมเพิลAและบันเดิลเส้นที่มีประสิทธิภาพB (หมายความว่าชม0(X,บี)0{\displaystyle H^{0}(X,B)\neq 0}). [ 42 ]สุดท้ายแล้ว มัดเส้นจะมีขนาดใหญ่ก็ต่อเมื่อคลาสของมันในเอ็น1(X){\displaystyle N^{1}(X)}อยู่ในส่วนภายในของกรวยของตัวหารที่มีประสิทธิภาพ[ 43 ]

ความใหญ่สามารถมองได้ว่าเป็นอนาล็อกที่ไม่เปลี่ยนแปลงเชิงเหตุผลของความกว้างขวาง ตัวอย่างเช่น ถ้าเอฟ:Xวาย{\displaystyle f\colon X\to Y}ถ้าเป็นการแมปเชิงตรรกะที่โดดเด่นระหว่างวาไรตี้เชิงโปรเจกทีฟเรียบที่มีมิติเดียวกัน การดึงกลับของบันเดิลเส้นใหญ่บนYก็จะใหญ่บนXด้วย (เมื่อมองแวบแรก การดึงกลับจะเป็นเพียงบันเดิลเส้นบนเซตย่อยเปิดของXที่f เป็นมอร์ฟิซึม แต่สิ่งนี้จะขยายไปยังบันเดิลเส้นบน Xทั้งหมดได้อย่างไม่ซ้ำกัน) สำหรับบันเดิลเส้นที่เพียงพอ เราสามารถกล่าวได้เพียงว่าการดึงกลับของบันเดิลเส้นที่เพียงพอโดยมอร์ฟิซึมจำกัดนั้นเพียงพอ[ 20 ]

ตัวอย่าง: ให้Xเป็นการขยายของระนาบเชิงโปรเจกทีฟพี2{\displaystyle \mathbb {P} ^{2}}ณ จุดหนึ่งบนจำนวนเชิงซ้อน ให้Hเป็นจุดดึงกลับไปยังXของเส้นตรงบนพี2{\displaystyle \mathbb {P} ^{2}}และให้Eเป็นเส้นโค้งพิเศษของการระเบิดπ:Xพี2{\displaystyle \pi \colon X\to \mathbb {P} ^{2}}ดังนั้น ตัวหารH + Eจึงมีค่ามากแต่ไม่มากพอ (หรือแม้แต่น้อยเกินไป) บนXเพราะว่า

(ชม+อี)อี=อี2=1<0.{\displaystyle (H+E)\cdot E=E^{2}=-1<0.}

ความเป็น ลบนี้ยังหมายความว่าตำแหน่งฐานของH + E (หรือของจำนวนบวกใดๆ) ประกอบด้วยเส้นโค้งEอันที่จริง ตำแหน่งฐานนี้เท่ากับE

ความกว้างขวางสัมพัทธ์

กำหนดให้เป็นมอร์ฟิซึมแบบกึ่งกระชับของสกีมเอฟ:Xเอส{\displaystyle f:X\to S}ชีฟที่ผกผันได้LบนXกล่าวได้ว่ามีความเพียงพอเมื่อเทียบกับfหรือf -ampleหากตรงตามเงื่อนไขที่เทียบเท่ากันต่อไปนี้: [ 44 ] [ 45 ]

  1. สำหรับแต่ละเซตย่อยเชิงเส้นเปิดยูเอส{\displaystyle U\subset S}ข้อจำกัดของLต่อเอฟ1(ยู){\displaystyle f^{-1}(U)}เพียงพอ (ในความ หมายทั่วไป)
  2. fเป็นแบบกึ่งแยกส่วนและมีการฝังตัวแบบเปิดXโครงการเอส(อาร์),อาร์:=เอฟ*(0แอลn){\displaystyle X\hookrightarrow \operatorname {Proj} _{S}({\mathcal {R}}),\,{\mathcal {R}}:=f_{*}\left(\bigoplus _{0}^{\infty }L^{\otimes n}\right)}เกิดจากการสร้างแผนที่การเชื่อมโยง :
    เอฟ*อาร์0แอลn{\displaystyle f^{*}{\mathcal {R}}\to \bigoplus _{0}^{\infty }L^{\otimes n}}.
  3. เงื่อนไขข้อที่ 2 โดยไม่มีคำว่า "เปิด"

เงื่อนไขที่ 2 กล่าว (โดยประมาณ) ว่าXสามารถทำให้กระชับแบบเปิดไปยังโครงร่างเชิงโปรเจกทีฟได้โดยมีโอ(1)=แอล{\displaystyle {\mathcal {O}}(1)=L}(ไม่เฉพาะกับแผนการที่เหมาะสมเท่านั้น)

ดูเพิ่มเติม

เรขาคณิตพีชคณิตทั่วไป

ความกว้างขวางในเรขาคณิตเชิงซับซ้อน

หมายเหตุ

  1. Hartshorne (1977), ทฤษฎีบท II.7.1.
  2. Hartshorne (1977), ทฤษฎีบท III.5.2; ( tag 02O6 ) .
  3. Hartshorne (1977), Lemma IV.1.2.
  4. Lazarsfeld (2004), ตัวอย่าง 1.4.5.
  5. แท็ ก 01AM
  6. Hartshorne (1977), ตัวอย่าง II.5.16.2.
  7. Lazarsfeld (2004), นิยาม 2.1.26
  8. ฮาร์ทชอร์น (1977), ส่วนที่ II.5.
  9. แท็ ก 02NP
  10. Grothendieck, EGA II, คำจำกัดความ 4.2.2.
  11. Hartshorne (1977), ข้อเสนอ I.7.6 และตัวอย่าง IV.3.3.2
  12. แท็ ก 01PS
  13. แท็ ก 01QE
  14. EGA II, Théorème 4.5.2 และข้อเสนอ 4.5.5
  15. EGA II, ข้อเสนอ 4.5.10.
  16. แท็ก 01VU
  17. ฮาร์ทชอร์น (1977), ทฤษฎีบท II.7.6
  18. 1 2 Lazarsfeld (2004), ทฤษฎีบท 1.2.6.
  19. ฮาร์ทชอร์น (1977), ข้อเสนอ III.5.3
  20. 1 2 Lazarsfeld (2004), ทฤษฎีบท 1.2.13
  21. Hartshorne (1977), ตัวอย่าง II.7.6.3.
  22. Hartshorne (1977), แบบฝึกหัด IV.3.2(b).
  23. Hartshorne (1977), ข้อเสนอ IV.3.1.
  24. ฮาร์ทชอร์น (1977), บทสรุปที่ IV.3.3.
  25. Hartshorne (1977), ข้อเสนอ IV.5.2.
  26. Lazarsfeld (2004), ทฤษฎีบท 1.2.23, ข้อสังเกต 1.2.29; Kleiman (1966), ทฤษฎีบท III.1.
  27. Lazarsfeld (2004), ทฤษฎีบท 1.4.23 และ 1.4.29; Kleiman (1966), ทฤษฎีบท IV.1
  28. Fujino (2005), บทสรุป 3.3; Lazarsfeld (2004), ข้อสังเกต 1.4.24
  29. Lazarsfeld (2004), ตัวอย่าง 1.5.2.
  30. Lazarsfeld (2004), ทฤษฎีบท 1.4.13; Hartshorne (1970), ทฤษฎีบท I.7.1.
  31. Kollár (1990), ทฤษฎีบท 3.11.
  32. แท็ ก 0D38
  33. Kollár (1996), บทที่ 6, ภาคผนวก, แบบฝึกหัด 2.19.3
  34. Lazarsfeld (2004), นิยาม 1.3.11.
  35. Lazarsfeld (2004), ทฤษฎีบท 1.2.17 และการพิสูจน์
  36. Lazarsfeld (2004), ตัวอย่าง 1.2.32; Kleiman (1966), ทฤษฎีบท III.1.
  37. Lazarsfeld (2004), นิยาม 6.1.1.
  38. Lazarsfeld (2004), ทฤษฎีบท 6.1.10.
  39. Lazarsfeld (2004), ทฤษฎีบท 8.2.2.
  40. Lazarsfeld (2004), บทสรุป 2.1.38.
  41. Lazarsfeld (2004), ส่วนที่ 2.2.A.
  42. Lazarsfeld (2004), บทสรุป 2.2.7.
  43. Lazarsfeld (2004), ทฤษฎีบท 2.2.26
  44. แท็ก 01VG
  45. Grothendieck & Dieudonné 1961 , ข้อเสนอ 4.6.3

แหล่งที่มา

  • โครงการ Stacks

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ในทางคณิตศาสตร์ คุณลักษณะเด่นของ เรขาคณิตเชิงพีชคณิต คือ บันเดิลเส้นบาง กลุ่ม บน วาไรตีเชิงโปรเจกทีฟ สามารถถือได้ว่าเป็น "บวก" ในขณะที่บันเดิลเส้นอื่นๆ เป็น "ลบ"...

การดึงกลับของกลุ่มเส้นตรงและตัวหารระนาบไฮเปอร์

เมื่อกำหนดมอร์ฟิซึมแล้ว เอฟ : X → วาย {\displaystyle f\colon X\to Y} ของ แผนการต่างๆ กลุ่ม เวกเตอร์ พี : อี → วาย {\displaystyle p\colon E\to Y} (หรือโดยทั่วไปแล้วคือ กลุ่มข้อมูลที่สอดคล้องกัน บน) วาย {\displaystyle Y} ) มี การดึงกลับ ไปที่ X {\displaystyle...

ชุดสายสัญญาณแบบไม่มีจุดอ้างอิง

อนุญาต X {\displaystyle X} เป็นแผนการเหนือ สนาม เค {\displaystyle k} (ตัวอย่างเช่น วาไรตี้เชิงพีชคณิต) ที่มีมัดเส้นตรง แอล {\displaystyle L} (กลุ่มเส้นตรงอาจเรียกว่า ชีฟผกผันได้ เช่นกัน ) ให้ เอ 0 , . . . , เอ n {\displaystyle a_{0},...

เนฟ (Nef) ที่สร้างขึ้นทั่วโลก ค่อนข้างเพียงพอ

ดีกรีของบันเดิลเส้นตรง L บนเส้นโค้งแท้ C เหนือ k ถูกกำหนดให้เป็นดีกรีของตัวหาร ( s ) ของส่วนตรรกยะที่ไม่เป็นศูนย์ s ใด ๆ ของ L สัมประสิทธิ์ของตัวหารนี้จะเป็นบวกที่จุดที่ s เป็นศูนย์ และเป็นลบที่จุดที่ s มีขั้ว ดังนั้น บันเดิลเส้นตรง L ใดๆ บนเส้นโค้ง C ที่ ชม...