التشكل السلس

في الهندسة الجبرية ، التشكلو:XS{\displaystyle f:X\to S}يُقال إن الانتقال بين المخططات يكون سلساً إذا

(iii) يعني أن كل ليف هندسي من f هو صنف غير شاذ (إذا تم فصله ). وبالتالي، وبشكل بديهي، فإن التشكل الأملس يعطي عائلة مسطحة من الأصناف غير الشاذة.

إذا كان S هو طيف حقل مغلق جبريًا و f من النوع المحدود ، فإنه يمكن استعادة تعريف التنوع غير المنفرد .

يُطلق على الصنف المفرد اسم "الصنف القابل للتنعيم" إذا أمكن وضعه في عائلة مسطحة بحيث تكون جميع الألياف المجاورة ناعمة. وتُسمى هذه العائلة "تنعيمًا" للصنف.

تعريفات مكافئة

توجد العديد من التعريفات المتكافئة للتشاكل الأملس. ليكنو:XS{\displaystyle f:X\to S}إذا كانت ذات عرض محدود محليًا، فإن ما يلي يكون متكافئًا.

  1. f سلسة.
  2. الدالة f سلسة رسمياً (انظر أدناه).
  3. دالة f مسطحة وحزمة من التفاضلات النسبيةΩX/S{\displaystyle \Omega _{X/S}}خالية محليًا من رتبة تساوي البعد النسبي لـX/S{\displaystyle X/S}.
  4. لأيxX{\displaystyle x\in X}يوجد حيالمواصفاتب{\displaystyle \operatorname {Spec} B}من x وحيالمواصفاتأ{\displaystyle \operatorname {Spec} A}لو(x){\displaystyle f(x)}بحيثب=أ[ت1،...،تن]/(P1،...،Pم){\displaystyle B=A[t_{1},\dots ,t_{n}]/(P_{1},\dots ,P_{m})}والمثالي الناتج عن المحددات من الرتبة m × m لـ(Pأنا/تج){\displaystyle (\partial P_{i}/\partial t_{j})}هو ب .
  5. محليًا، يؤثر العامل f علىXزأSنS{\displaystyle X{\overset {g}{\to }}\mathbb {A} _{S}^{n}\to S}حيث g هي étale .

يكون التشاكل من النوع المحدود إيتاليًا إذا وفقط إذا كان أملسًا وشبه محدود .

يكون التشاكل السلس مستقرًا تحت تغيير القاعدة والتركيب.

التشاكل الأملس يكون غير دوري محليًا بشكل عام .

أمثلة

من المفترض أن تتوافق التشكلات الملساء هندسيًا مع عمليات الغمر الملساء في الهندسة التفاضلية ؛ أي أنها عبارة عن تليفات محلية تافهة ملساء على بعض الفضاء الأساسي (بحسب نظرية إهريسمان ).

تشاكل سلس إلى نقطة

يتركو{\displaystyle f}ليكن تشاكل المخططات

المواصفاتج(ج[x،y](و=y2-x3-x-1))المواصفات(ج){\displaystyle \operatorname {Spec} _{\mathbb {C} }\left({\frac {\mathbb {C} [x,y]}{(f=y^{2}-x^{3}-x-1)}}\right)\to \operatorname {Spec} (\mathbb {C} )}

إنها سلسة بسبب شرط جاكوبي: مصفوفة جاكوبي

[3x2-1،y]{\displaystyle [3x^{2}-1,y]}

يختفي عند النقاط(1/3،0)،(-1/3،0){\displaystyle (1/{\sqrt {3}},0),(-1/{\sqrt {3}},0)}والتي لها تقاطع فارغ مع متعددة الحدود، لأن

و(1/3،0)=1-13-133و(-1/3،0)=13+133-1{\displaystyle {\begin{aligned}f(1/{\sqrt {3}},0)&=1-{\frac {1}{\sqrt {3}}}-{\frac {1}{3{\sqrt {3}}}}\\f(-1/{\sqrt {3}},0)&={\frac {1}{\sqrt {3}}}+{\frac {1}{3{\sqrt {3}}}}-1\end{aligned}}}

وكلاهما غير صفري.

تليفات طفيفة

بافتراض وجود مخطط سلسY{\displaystyle Y}مورفولوجيا الإسقاط

Y×XX{\displaystyle Y\times X\to X}

سلس.

حزم المتجهات

كل حزمة متجهةهـX{\displaystyle E\to X}يُعدّ التشكل فوق المخطط تشاكلاً أملسًا. على سبيل المثال، يمكن إثبات أن حزمة المتجهات المرتبطة بـيا(ك){\displaystyle {\mathcal {O}}(ك)}زيادةPن{\displaystyle \mathbb {P} ^{n}}هو الفضاء الإسقاطي الموزون ناقص نقطة

يا(ك)=P(1،...،1،ك)-{[0::0:1]}Pن{\displaystyle O(k)=\mathbb {P} (1,\ldots ,1,k)-\{[0:\cdots :0:1]\}\to \mathbb {P} ^{n}}

إرسال

[x0::xن:xن+1][x0::xن]{\displaystyle [x_{0}:\cdots :x_{n}:x_{n+1}]\to [x_{0}:\cdots :x_{n}]}

لاحظ أن حزم المجموع المباشريا(ك)يا(ل){\displaystyle O(k)\oplus O(l)}يمكن تصنيعها باستخدام منتج الألياف

يا(ك)يا(ل)=يا(ك)×Xيا(ل){\displaystyle O(k)\oplus O(l)=O(k)\times _{X}O(l)}

امتدادات حقل قابلة للفصل

تذكر أن امتداد الحقلكل{\displaystyle K\to L}يُطلق عليه اسم قابل للفصل إذا تم تقديمه بشكل منفصل

ل=ك[x](و(x)){\displaystyle L={\frac {K[x]}{(f(x))}}}

لدينا ذلكزجد(و(x)،و(x))=1{\displaystyle gcd(f(x),f'(x))=1}يمكننا إعادة تفسير هذا التعريف بدلالة تفاضلات كاهلر على النحو التالي: يكون امتداد الحقل قابلاً للفصل إذا وفقط إذا

Ωل/ك=0.{\displaystyle \Omega _{L/K}=0.}

لاحظ أن هذا يشمل كل حقل مثالي : الحقول المنتهية والحقول ذات الخاصية 0.

أمثلة مضادة

أصناف فريدة

إذا نظرناالمواصفات{\displaystyle \operatorname {Spec} }من الجبر الأساسيR{\displaystyle R}لنوع إسقاطيX{\displaystyle X}، والتي تسمى المخروط الأفيني لـX{\displaystyle X}إذا كان ، فإن النقطة عند الأصل تكون دائمًا نقطة شاذة. على سبيل المثال، لنأخذ المخروط الأفيني لمعادلة من الدرجة الخامسة3{\displaystyle 3}يُعطى بالطية بواسطة

x05+x15+x25+x35+x45{\displaystyle x_{0}^{5}+x_{1}^{5}+x_{2}^{5}+x_{3}^{5}+x_{4}^{5}}

ثم تُعطى مصفوفة جاكوبي بالصيغة التالية

[5x045x145x245x345x44]{\displaystyle {\begin{bmatrix}5x_{0}^{4}&5x_{1}^{4}&5x_{2}^{4}&5x_{3}^{4}&5x_{4}^{4}\end{bmatrix}}}

والتي تتلاشى عند نقطة الأصل، وبالتالي فإن المخروط شاذ. تحظى الأسطح الفائقة الأفينية من هذا النوع بشعبية في نظرية الشذوذ نظرًا لبساطة جبرها نسبيًا وبنيتها الأساسية الغنية.

مثال آخر على التنوع المفرد هو المخروط الإسقاطي للتنوع الأملس: بالنظر إلى تنوع إسقاطي أملسXPن{\displaystyle X\subset \mathbb {P} ^{n}}مخروطها الإسقاطي هو اتحاد جميع الخطوط فيPن+1{\displaystyle \mathbb {P} ^{n+1}}متقاطعةX{\displaystyle X}على سبيل المثال، المخروط الإسقاطي للنقاط

مشروع(ج[x،y](x4+y4)){\displaystyle {\text{Proj}}\left({\frac {\mathbb {C} [x,y]}{(x^{4}+y^{4})}}\right)}

هو المخطط

مشروع(ج[x،y،z](x4+y4)){\displaystyle {\text{Proj}}\left({\frac {\mathbb {C} [x,y,z]}{(x^{4}+y^{4})}}\right)}

إذا نظرنا فيz0{\displaystyle z\neq 0}هذا هو المخطط

المواصفات(ج[X،Y](X4+Y4)){\displaystyle \operatorname {Spec} \left({\frac {\mathbb {C} [X,Y]}{(X^{4}+Y^{4})}}\right)}

ثم قم بإسقاطها لأسفل على الخط الأفينيأY1{\displaystyle \mathbb {A} _{Y}^{1}}هذه مجموعة من أربع نقاط تتلاشى عند نقطة الأصل. ويمكن التحقق من عدم تفرد هذا المخطط باستخدام شرط جاكوبي.

عائلات متدهورة

ضع في اعتبارك العائلة المسطحة

المواصفات(ج[ت،x،y](xy-ت))أت1{\displaystyle \operatorname {Spec} \left({\frac {\mathbb {C} [t,x,y]}{(xy-t)}}\right)\to \mathbb {A} _{t}^{1}}

تكون جميع الألياف ملساء باستثناء النقطة عند نقطة الأصل. وبما أن النعومة ثابتة عند تغيير الأساس، فإن هذه المجموعة ليست ملساء.

امتدادات الحقول غير القابلة للفصل

على سبيل المثال، الحقلFص(تص)Fص(ت){\displaystyle \mathbb {F} _{p}(t^{p})\to \mathbb {F} _{p}(t)}غير قابل للفصل، وبالتالي فإن التشكل المرتبط بالمخططات ليس أملسًا. إذا نظرنا إلى الحد الأدنى لكثير الحدود لتمديد الحقل،

و(x)=xص-تص{\displaystyle f(x)=x^{p}-t^{p}}

ثمدو=0{\displaystyle df=0}وبالتالي، ستكون تفاضلات كاهلر غير صفرية.

التشكل الأملس رسميًا

يمكن تعريف السلاسة دون الرجوع إلى الهندسة. نقول إن مخطط S - X يكون أملسًا رسميًا إذا كان لأي مخطط S- تآلفي T ومخطط فرعي منهتي0{\displaystyle T_{0}}من T المعطاة بواسطة مثالي عديم القوة ،X(تي)X(تي0){\displaystyle X(T)\to X(T_{0})}هو شامل حيث كتبناX(تي)=هومS(تي،X){\displaystyle X(T)=\operatorname {Hom} _{S}(T,X)}. ثم يكون التشكل محليًا ذو العرض المحدود أملسًا إذا وفقط إذا كان أملسًا رسميًا.

في تعريف "الأملس رسميًا"، إذا استبدلنا "الشامل" بـ "التقابلي" (أو "الحقني")، فسنحصل على تعريف " الإيتالي رسميًا" (أو " غير المتفرع رسميًا ").

تغيير القاعدة بسلاسة

ليكن S مخططًا وشخصية(S){\displaystyle \operatorname {char} (S)}تشير إلى صورة خريطة الهيكلSالمواصفاتZ{\displaystyle S\to \operatorname {Spec} \mathbb {Z} }تنص نظرية تغيير القاعدة السلسة على ما يلي: ليكنو:XS{\displaystyle f:X\to S}ليكن تشاكلاً شبه متراص ،ز:SS{\displaystyle g:S'\to S}تحويل سلس وF{\displaystyle {\mathcal {F}}}حزمة التواء علىXو{\displaystyle X_{\text{et}}}إذا كان لكل0ص{\displaystyle 0\neq p}فيشخصية(S){\displaystyle \operatorname {char} (S)}،ص:FF{\displaystyle p:{\mathcal {F}}\to {\mathcal {F}}}إذا كان أحاديًا، فإن تشاكل تغيير القاعدةز*(Rأناو*F)Rأناو*(ز*F){\displaystyle g^{*}(R^{i}f_{*}{\mathcal {F}})\to R^{i}f'_{*}(g'^{*}{\mathcal {F}})}هو تماثل.

انظر أيضاً

مراجع