Articulo de referencia

Anillo de valoración discreto

En álgebra abstracta , un anillo de valuación discreta ( DVR ) es un dominio de ideales principales (PID) con exactamente un ideal maximal distinto de cero . Esto significa que ...

En álgebra abstracta , un anillo de valuación discreta ( DVR ) es un dominio de ideales principales (PID) con exactamente un ideal maximal distinto de cero .

Esto significa que un DVR es un dominio integralR{\displaystyle R}que cumpla con cualquiera y todas las siguientes condiciones equivalentes:

  1. R{\displaystyle R}es un anillo local , un dominio ideal principal y no un cuerpo .
  2. R{\displaystyle R}es un anillo de valuación con un grupo de valores isomorfo a los enteros bajo la suma.
  3. R{\displaystyle R}es un anillo local, un dominio de Dedekind y no un campo.
  4. R{\displaystyle R}es noetheriano y un dominio local cuyo único ideal máximo es principal, y no un cuerpo. [ 1 ]
  5. R{\displaystyle R}es integralmente cerrado , noetheriano y un anillo local con dimensión de Krull uno.
  6. R{\displaystyle R}es un dominio ideal principal con un único ideal primo distinto de cero .
  7. R{\displaystyle R}es un dominio ideal principal con un único elemento irreducible ( salvo multiplicación por unidades ).
  8. R{\displaystyle R}es un dominio de factorización único con un único elemento irreducible (salvo multiplicación por unidades).
  9. R{\displaystyle R}es noetheriano, no un cuerpo , y todo ideal fraccionario no nulo de R es irreducible en el sentido de que no puede escribirse como una intersección finita de ideales fraccionarios que lo contengan propiamente.
  10. Existe cierta valoración discretaν{\displaystyle \nu }en el campo de las fraccionesK{\displaystyle K}deR{\displaystyle R}de tal manera queR={0}{incógnitaK:ν(incógnita)0}{\displaystyle R=\{0\}\cup \{x\in K:\nu (x)\geq 0\}}.

Ejemplos

Algebraico

Localización de los anillos de Dedekind

DejarZ(2){\displaystyle \mathbb {Z} _ {(2)}}ser la localización deZ{\displaystyle \mathbb {Z} }en el ideal generado por 2. Formalmente,

Z(2)={z/norte:z,norteZ,norte es extraño}.{\displaystyle \mathbb {Z} _{(2)}=\{z/n:z,n\in \mathbb {Z} ,\,\,n{\text{ es impar}}\}.}

El campo de fracciones deZ(2){\displaystyle \mathbb {Z} _ {(2)}}esQ{\displaystyle \mathbb {Q} }. Para cualquier elemento distinto de ceror{\displaystyle r}deQ{\displaystyle \mathbb {Q} }, podemos aplicar factorización única al numerador y denominador der{\displaystyle r}escribirr{\displaystyle r}como2kznorte{\displaystyle {\tfrac {2^{k}z}{n}}}dóndez{\displaystyle z},norte{\displaystyle n}, yk{\displaystyle k}son números enteros conz{\displaystyle z}ynorte{\displaystyle n}extraño. En este caso, definimosν(r)=k{\displaystyle \nu (r)=k}.

EntoncesZ(2){\displaystyle \mathbb {Z} _ {(2)}}es el anillo de valoración discreta correspondiente aν{\displaystyle \nu }. El ideal máximo deZ(2){\displaystyle \mathbb {Z} _ {(2)}}es el ideal principal generado por 2; es decir,2Z(2){\displaystyle 2\mathbb {Z} _ {(2)}}y el elemento irreducible "único" (salvo unidades) es 2 (también conocido como parámetro de uniformización).

De manera más general, cualquier localización de un dominio de Dedekind en un ideal primo distinto de cero es un anillo de valuación discreta; en la práctica, así es como surgen frecuentemente los anillos de valuación discreta. En particular, podemos definir anillos

Z(pag):={z/norte:z,norteZ,pagnorte}{\displaystyle \mathbb {Z} _{(p)}:=\{z/n:z,n\in \mathbb {Z} ,\,p\nmid n\}}

para cualquier primopag{\displaystyle p}en completa analogía.

enteros p -ádicos

El anilloZpag{\displaystyle \mathbb {Z} _ {p}}de enteros p -ádicos es un DVR, para cualquier primopag{\displaystyle p}. Aquípag{\displaystyle p}es un elemento irreducible ; la valoración asigna a cadapag{\displaystyle p}entero -ádicoincógnita{\displaystyle x}el entero más grandek{\displaystyle k}de tal manera quepagk{\displaystyle p^{k}}divideincógnita{\displaystyle x}.

Serie de potencias formal

Otro ejemplo importante de DVR es el anillo de series de potencias formales.R=k[[T]]{\displaystyle R=k[[T]]}en una variableT{\displaystyle T}sobre algún campok{\displaystyle k}. El elemento irreducible "único" esT{\displaystyle T}, el ideal máximo deR{\displaystyle R}es el ideal principal generado porT{\displaystyle T}y la valoraciónν{\displaystyle \nu }asigna a cada serie de potencias el índice (es decir, el grado) del primer coeficiente distinto de cero.

Si nos restringimos a coeficientes reales o complejos , podemos considerar el anillo de series de potencias en una variable que convergen en un entorno de 0 (dependiendo dicho entorno de la serie de potencias). Este es un anillo de valoración discreta. Esto resulta útil para desarrollar la intuición sobre el criterio de valuación de propiedad .

Anillo en el campo de función

Para un ejemplo de naturaleza más geométrica, tomemos el anillo.

R={F/gramo:F,gramoR[incógnita],gramo(0)0},{\displaystyle R=\{f/g:f,g\in \mathbb {R} [x],\,g(0)\neq 0\},}

considerado como un subanillo del campo de funciones racionalesR(incógnita){\displaystyle \mathbb {R} (x)}.R{\displaystyle R}se puede identificar con el anillo de todas las funciones racionales de valor real definidas (es decir, finitas) en un entorno de 0 en el eje real (con el entorno dependiendo de la función). Es un anillo de valuación discreta; el elemento irreducible "único" esincógnita{\displaystyle x}y la valoración se asigna a cada funciónF{\displaystyle f}el orden (posiblemente 0) del cero deF{\displaystyle f}en 0. Este ejemplo proporciona la plantilla para estudiar curvas algebraicas generales cerca de puntos no singulares , siendo la curva algebraica en este caso la recta real.

Esquema-teórico

rasgo henseliano

Para un DVRR{\displaystyle R}Es común escribir el campo de fracción comoK=Frac(R){\displaystyle K={\text{Frac}}(R)}yκ=R/metro{\displaystyle \kappa =R/{\mathfrak {m}}}el campo residual . Estos corresponden a los puntos genéricos y cerrados deS=Especulación(R).{\displaystyle S={\text{Especificación}}(R).}Por ejemplo, el punto cerrado deEspeculación(Zpag){\displaystyle {\text{Especificación}}(\mathbb {Z} _{p})}esFpag{\displaystyle \mathbb {F} _{p}}y el punto genérico esQpag{\displaystyle \mathbb {Q} _{p}}A veces esto se denota como

ηSs{\displaystyle \eta \to S\leftarrow s}

dóndeη{\displaystyle \eta }es el punto genérico ys{\displaystyle s}es el punto cerrado .

Localización de un punto

Dada una curva algebraica(incógnita,Oincógnita){\displaystyle (X,{\mathcal {O}}_{X})}, el anillo localOincógnita,pag{\displaystyle {\mathcal {O}}_{X,{\mathfrak {p}}}}en un punto liso (cerrado)pag{\displaystyle {\mathfrak {p}}}es un anillo de valoración discreto, porque es un anillo de valoración principal. Nótese que el puntopag{\displaystyle {\mathfrak {p}}}es suave, la finalización del anillo local es isomorfa a la finalización de la localización deA1{\displaystyle \mathbb {A} ^{1}}en algún momentoq{\displaystyle {\mathfrak {q}}}.

Para cualquier variedad no singular, se puede considerar de manera similar el anillo local en un punto de codimensión uno. De forma más general, en un esquema normal (localmente) noetheriano , el anillo local en el punto genérico de un divisor de Weil primo es un anillo de valuación discreta, donde la valuación discreta proporciona el orden de anulación de una función regular a lo largo del divisor. [ 2 ]

Parámetro de uniformización

Dado un DVRR{\displaystyle R}, cualquier elemento irreducible deR{\displaystyle R}es un generador para el ideal máximo único deR{\displaystyle R}y viceversa. Dicho elemento también se denomina parámetro de uniformización deR{\displaystyle R}(o un elemento uniformizador , un uniformizador o un elemento primo ).

Si fijamos un parámetro de uniformizaciónt{\displaystyle t}, entoncesmetro=(t){\displaystyle {\mathfrak {m}}=(t)}es el ideal máximo único deR{\displaystyle R}y cualquier otro ideal distinto de cero es una potencia demetro{\displaystyle {\mathfrak {m}}}; es decir, tiene la forma(tk){\displaystyle (t^{k})}para algunosk0{\displaystyle k\geq 0}Todos los poderes det{\displaystyle t}son distintos, y también lo son los poderes demetro{\displaystyle {\mathfrak {m}}}. Cada elemento distinto de ceroincógnita{\displaystyle x}deR{\displaystyle R}puede escribirse en la formaαtk{\displaystyle \alpha t^{k}}conα{\displaystyle \alpha }una unidad enR{\displaystyle R}yk0{\displaystyle k\geq 0}, ambos determinados de forma única porincógnita{\displaystyle x}La valoración viene dada porν(incógnita)=kν(t){\displaystyle \nu (x)=k\nu (t)}. Por lo tanto, para comprender completamente el anillo, es necesario conocer el grupo de unidades deR{\displaystyle R}y cómo las unidades interactúan aditivamente con las potencias det{\displaystyle t}.

La funciónν{\displaystyle \nu }también convierte cualquier anillo de valoración discreta en un dominio euclidiano .

Topología

Todo anillo de valuación discreta, al ser un anillo local , posee una topología natural ( ádica ) y es un anillo topológico . También admite una estructura de espacio métrico donde la distancia entre dos elementosincógnita{\displaystyle x}yy{\displaystyle y}Se puede medir de la siguiente manera:

|incógnitay|=bν(incógnitay),{\displaystyle |xy|=b^{-\nu (xy)},}

dóndebR>1{\displaystyle b\in \mathbb {R} _{>1}}Intuitivamente, un elementoz{\displaystyle z}es "pequeño" y "cercano a 0" si y solo si su valoraciónν(z){\displaystyle \nu (z)}es grande. La métrica anterior, junto con la condición|0|=0{\displaystyle |0|=0}, es la restricción de un valor absoluto definido en el campo de fracciones del anillo de valoración discreta.

Un DVRR{\displaystyle R}con el máximo idealmetro{\displaystyle {\mathfrak {m}}}es compacto si y solo si es completo y su campo residualR/metro{\displaystyle R/{\mathfrak {m}}}es un campo finito .

Ejemplos de DVR completos incluyen el anillo depag{\displaystyle p}Enteros -ádicos y el anillo de series de potencias formales sobre cualquier cuerpo.

Para un DVR dado, a menudo se pasa a su completación , un DVR completo que contiene el anillo dado y que suele ser más fácil de estudiar. Este procedimiento de completación puede entenderse geométricamente como un paso de funciones racionales a series de potencias , o de números racionales a números reales .

El anillo de todas las series de potencias formales en una variable con coeficientes reales es la completación del anillo de funciones racionales definidas en un entorno de 0 en la recta real; también es la completación del anillo de todas las series de potencias reales que convergen cerca de 0. La completación deZ(pag)=QZpag{\displaystyle \mathbb {Z} _{(p)}=\mathbb {Q} \cap \mathbb {Z} _{p}}(que puede verse como el conjunto de todos los números racionales que sonpag{\displaystyle p}enteros -ádicos) es el anillo de todospag{\displaystyle p}enteros -ádicosZpag{\displaystyle \mathbb {Z} _{p}}.

Véase también

Referencias

  1. "ac.álgebra conmutativa - Condición para que un anillo local cuyo ideal máximo es principal sea noetheriano" . MathOverflow .
  2. Hartshorne, Robin (1977), Geometría algebraica , Textos de posgrado en matemáticas , vol. 52, Nueva York: Springer-Verlag, ISBN  978-0-387-90244-9, MR 0463157 , §II.6