Articulo de referencia

Esquema noetheriano

En geometría algebraica , un esquema noetheriano es un esquema que admite un recubrimiento finito mediante subconjuntos afines abiertos. Especulación ⁡ A i {\displaystyle \opera...

En geometría algebraica , un esquema noetheriano es un esquema que admite un recubrimiento finito mediante subconjuntos afines abiertos.EspeculaciónAi{\displaystyle \operatorname {Spec} A_{i}}, donde cadaAi{\displaystyle A_{i}}es un anillo noetheriano . De forma más general, un esquema es localmente noetheriano si está cubierto por espectros de anillos noetherianos. Por lo tanto, un esquema es noetheriano si y solo si es localmente noetheriano y compacto . Al igual que con los anillos noetherianos, el concepto recibe su nombre de Emmy Noether .

Se puede demostrar que, en un esquema localmente noetheriano, si EspeculaciónA{\displaystyle \operatorname {Spec} A}es un subconjunto afín abierto, entonces A es un anillo noetheriano; en particular,EspeculaciónA{\displaystyle \operatorname {Spec} A}es un esquema noetheriano si y solo si A es un anillo noetheriano. Para un esquema localmente noetheriano X, los anillos localesOincógnita,incógnita{\displaystyle {\mathcal {O}}_{X,x}}También son anillos noetherianos.

Un esquema noetheriano es un espacio topológico noetheriano . Pero lo contrario es falso en general; considérese, por ejemplo, el espectro de un anillo de valuación no noetheriano .

Las definiciones se extienden a los esquemas formales .

Propiedades e hipótesis noetherianas

Contar con una hipótesis (localmente) noetheriana para una afirmación sobre esquemas generalmente hace que muchos problemas sean más accesibles porque rigidizan suficientemente muchas de sus propiedades.

Cualquier esquema noetheriano solo puede tener un número finito de componentes irreducibles . [ 1 ]

Cada morfismo de un esquema noetherianoincógnitaS{\displaystyle X\to S}es cuasicompacto . [ 2 ]

Desviscado

Uno de los teoremas estructurales más importantes sobre anillos noetherianos y esquemas noetherianos es el teorema de descomposición . Esto permite descomponer argumentos sobre haces coherentes en argumentos inductivos. Dada una secuencia exacta corta de haces coherentes

0mimimi0,{\displaystyle 0\to {\mathcal {E}}'\to {\mathcal {E}}\to {\mathcal {E}}''\to 0,}

probar que uno de los haces tiene alguna propiedad es equivalente a probar que los otros dos tienen la propiedad. En particular, dado un haz coherente fijoF{\displaystyle {\mathcal {F}}}y un haz subcoherenteF{\displaystyle {\mathcal {F}}'}, mostrandoF{\displaystyle {\mathcal {F}}}tiene alguna propiedad que se puede reducir a mirarF{\displaystyle {\mathcal {F}}'}yF/F{\displaystyle {\mathcal {F}}/{\mathcal {F}}'}Dado que este proceso solo puede aplicarse de forma no trivial un número finito de veces, esto hace posibles muchos argumentos de inducción.

Propiedades homológicas

Hay muchas propiedades homológicas interesantes de los esquemas noetherianos. [ 3 ]

Cohomología de Čech y de haces

La cohomología de Čech y la cohomología de haces coinciden en una cubierta abierta afín. Esto permite calcular la cohomología de haces dePAGSnorte{\displaystyle \mathbb {P} _{S}^{n}}utilizando la cohomología de Čech para la cubierta abierta estándar.

Compatibilidad de colímites con cohomología

Dado un sistema directo{Fα,ϕαβ}αΛ{\displaystyle \{{\mathcal {F}}_{\alpha },\phi _{\alpha \beta }\}_{\alpha \in \Lambda }}de haces de grupos abelianos en un esquema noetheriano, existe un isomorfismo canónico

límiteHi(incógnita,Fα)Hi(incógnita,límiteFα){\displaystyle \varinjlim H^{i}(X,{\mathcal {F}}_{\alpha })\to H^{i}(X,\varinjlim {\mathcal {F}}_{\alpha })}

es decir, los functores

Hi(incógnita,):Ab(incógnita)Ab{\displaystyle H^{i}(X,-):{\text{Ab}}(X)\to {\text{Ab}}}

preservar los límites directos y los coproductos .

Imagen directa derivada

Dado un morfismo de tipo localmente finitoF:incógnitaS{\displaystyle f:X\to S}a un plan noetherianoS{\displaystyle S}y un complejo de gavillasmiDdoohb(incógnita){\displaystyle {\mathcal {E}}^{\bullet }\in D_{Coh}^{b}(X)}con cohomología coherente limitada de tal manera que los hacesHi(mi){\displaystyle H^{i}({\mathcal {E}}^{\bullet })}tener el apoyo adecuado sobreS{\displaystyle S}, luego el impulso derivadoRF(mi){\displaystyle \mathbf {R} f_{*}({\mathcal {E}}^{\bullet })}tiene cohomología coherente limitada sobreS{\displaystyle S}, lo que significa que es un objeto enDdoohb(S){\displaystyle D_{Coh}^{b}(S)}. [ 4 ]

Ejemplos

La mayoría de los esquemas de interés son esquemas noetherianos.

Localmente de tipo finito sobre una base noetheriana

Otra clase de ejemplos de esquemas noetherianos [ 5 ] son ​​familias de esquemasincógnitaS{\displaystyle X\to S}donde la baseS{\displaystyle S}es noetheriano yincógnita{\displaystyle X}es de tipo finito sobreS{\displaystyle S}Esto incluye numerosos ejemplos, como las componentes conexas de un esquema de Hilbert , es decir, con un polinomio de Hilbert fijo. Esto es importante porque implica que muchos espacios de módulos que se encuentran en la práctica son noetherianos, como los módulos de curvas algebraicas y los módulos de haces vectoriales estables . Además, esta propiedad puede utilizarse para demostrar que muchos esquemas considerados en geometría algebraica son, de hecho, noetherianos.

Variedades cuasiproyectivas

En particular, las variedades cuasiproyectivas son esquemas noetherianos. Esta clase incluye curvas algebraicas , curvas elípticas , variedades abelianas , esquemas de Calabi-Yau , variedades de Shimura , superficies K3 y superficies cúbicas . Básicamente, todos los objetos de la geometría algebraica clásica se ajustan a esta clase de ejemplos.

Deformaciones infinitesimales de esquemas noetherianos

En particular, las deformaciones infinitesimales de los esquemas noetherianos son nuevamente noetherianas. Por ejemplo, dada una curvado/Especulación(Fq){\displaystyle C/{\text{Spec}}(\mathbb {F} _{q})}cualquier deformacióndo/Especulación(Fq[ε]/(εnorte)){\displaystyle {\mathcal {C}}/{\text{Spec}}(\mathbb {F} _{q}[\varepsilon ]/(\varepsilon ^{n}))}También es un esquema noetheriano. Una torre de tales deformaciones puede usarse para construir esquemas noetherianos formales.

No ejemplos

Esquemas sobre bases adélicas

Uno de los anillos naturales que no son noetherianos es el anillo de adeles.AK{\displaystyle \mathbb {A} _{K}}para un campo de números algebraicosK{\displaystyle K}Para abordar este tipo de anillos, se considera una topología que da lugar a los anillos topológicos . Existe una noción de geometría algebraica sobre dichos anillos desarrollada por André Weil y Alexander Grothendieck . [ 6 ]

Anillos de números enteros sobre extensiones infinitas

Dada una extensión de campo de Galois infinitaK/L{\displaystyle K/L}, comoQ(ζ)/Q{\displaystyle \mathbb {Q} (\zeta _{\infty })/\mathbb {Q} }(adjuntando todas las raíces de la unidad), el anillo de los números enterosOK{\displaystyle {\mathcal {O}}_{K}}es un anillo no noetheriano que es de dimensión1{\displaystyle 1}Esto rompe la intuición de que los esquemas de dimensión finita son necesariamente noetherianos. Además, este ejemplo proporciona motivación para estudiar esquemas sobre una base no noetheriana; es decir, esquemasEscuela/Especulación(Omi){\displaystyle {\text{Sch}}/{\text{Spec}}({\mathcal {O}}_{E})}Puede ser un tema interesante y fructífero.

Un caso especial [ 7 ] pág. 93 de dicha extensión es tomar la extensión máxima no ramificada.Kr/K{\displaystyle K^{ur}/K}y considerando el anillo de los números enterosOKr{\displaystyle {\mathcal {O}}_{K^{ur}}}. El morfismo inducido

Especulación(OKr)Especulación(OK){\displaystyle {\text{Spec}}({\mathcal {O}}_{K^{ur}})\to {\text{Spec}}({\mathcal {O}}_{K})}

forma la cubierta universal deEspeculación(OK){\displaystyle {\text{Spec}}({\mathcal {O}}_{K})}.

Anillo de polinomios con infinitos generadores

Otro ejemplo de un esquema finitodimensional no noetheriano (de hecho cero-dimensional) viene dado por el siguiente cociente de un anillo de polinomios con infinitos generadores.

Q[incógnita1,incógnita2,incógnita3,](incógnita1,incógnita22,incógnita33,){\displaystyle {\frac {\mathbb {Q} [x_{1},x_{2},x_{3},\ldots ]}{(x_{1},x_{2}^{2},x_{3}^{3},\ldots )}}}

Véase también

Referencias

  1. "Lema 28.5.7 (0BA8)—El proyecto Stacks" . stacks.math.columbia.edu . Consultado el 24 de julio de 2020 .
  2. "Lema 28.5.8 (01P0)—El proyecto Stacks" . stacks.math.columbia.edu . Consultado el 24 de julio de 2020 .
  3. "Cohomología de haces" (PDF) .
  4. "Lema 36.10.3 (08E2)—El proyecto Stacks" . stacks.math.columbia.edu . Consultado el 24 de julio de 2020 .
  5. "Lema 29.15.6 (01T6)—El proyecto Stacks" . stacks.math.columbia.edu . Consultado el 24 de julio de 2020 .
  6. Conrad, Brian. "Weil y Grothendieck Enfoques de los puntos adélicos" (PDF) . Archivado (PDF) del original el 21 de julio de 2018.
  7. Neukirch, Jürgen (1999). "1.13". Teoría algebraica de números . Berlín, Heidelberg: Springer Berlín Heidelberg. ISBN 978-3-662-03983-0OCLC 851391469 .​