代数簇的Weil除子
字数 1111 2025-11-06 12:40:49
代数簇的Weil除子
代数簇的Weil除子是研究代数几何中除子理论的基本对象,它通过子簇的整数线性组合来描述几何结构。下面从基础概念逐步展开:
1. 仿射簇的不可约闭子集
在仿射代数簇 \(X\) 上,一个Weil除子是形如 \(\sum n_i V_i\) 的形式和,其中:
- \(V_i\) 是 \(X\) 的不可约闭子集(即子簇),且余维数为 1(例如曲线在曲面中)。
- \(n_i \in \mathbb{Z}\) 是系数。
例如,在仿射平面 \(\mathbb{A}^2\) 中,直线 \(V(x)\) 和曲线 \(V(y^2 - x^3)\) 均可作为除子的分量。
2. 局部环与赋值
对每个余维数为 1 的子簇 \(V\),其对应的局部环 \(\mathcal{O}_{X,V}\) 是离散赋值环(因 \(V\) 在 \(X\) 中正规时成立)。这给出一个赋值 \(\operatorname{ord}_V\),对有理函数 \(f \in K(X)^*\),\(\operatorname{ord}_V(f)\) 表示 \(f\) 沿 \(V\) 的零点和极点的阶数(例如 \(f = x/y\) 在 \(V(x)\) 上有一阶极点)。
3. 主除子与除子类群
- 主除子:对非零有理函数 \(f\),定义除子 \(\operatorname{div}(f) = \sum \operatorname{ord}_V(f) \cdot V\)。
- 除子类群 \(\operatorname{Cl}(X)\):Weil除子模主除子得到的群,反映几何性质(如 \(\operatorname{Cl}(\mathbb{P}^n) \cong \mathbb{Z}\) 由超平面生成)。
4. Cartier除子的关系
在非奇异簇上,Weil除子与Cartier除子等价:Cartier除子由局部定义函数给出,而Weil除子通过赋值映射与之对应。奇异情形下,Weil除子更广泛,但Cartier除子可定义可逆层。
5. 应用:相交理论与线性等价
- 线性等价:两个除子之差为主除子时称线性等价(如 \(\operatorname{div}(f) \sim 0\)),这等价于对应的线丛同构。
- 相交数:通过除子的相交理论,可定义代数曲线上的度(如黎曼面中除子的度与亏格关联)。
通过以上步骤,Weil除子将几何对象(子簇)与代数工具(赋值、函数域)结合,为研究簇的拓扑和算术性质提供基础。