扎里斯基拓扑(Zariski topology)是
代数簇与
概形的研究中使用的一种
拓扑。扎里斯基拓扑往往用指定空间中的闭子集的方式来定义。
仿射空间A中的扎里斯基闭集就是某一族多项式的公共零点集。从A的扎里斯基拓扑就可诱导得代数簇的扎里斯基拓扑。
简介
代数几何中,扎里斯基拓扑是代数簇与概形的研究中使用的一种拓扑。
扎里斯基拓扑往往用指定空间中的闭子集的方式来定义。仿射空间A中的扎里斯基闭集就是某一族多项式的公共
零点集。从A的扎里斯基拓扑就可诱导得代数簇的扎里斯基拓扑。对于一个
仿射概形Spec A,把扎里斯基闭集取为:
V(I)={p∈Spec A|p∈I},
其中I是环A的一个理想。类似地即可得到概形的扎里斯基拓扑。扎里斯基拓扑是很弱的拓扑,因此有时在概形的研究中要使用更强的平展拓扑。当基域是复数域时,有时要使用通常的复拓扑。
性质
设A为
交换幺环,其
素谱为Spec A。则Spec A在扎里斯基拓扑是
紧空间。
仿射簇V上的扎里斯基拓扑具有一个由仿射开集组成的基。
n复数集ℂn定义了扎里斯基拓扑后,称为仿射空间,记为𝔸n。
任意仿射簇V的扎里斯基拓扑是𝔸n的扎里斯基拓扑诱导的V的子空间拓扑。
由于任意仿射簇在欧几里得拓扑下都是闭的,因此扎里斯基闭集在欧几里得拓扑下也是闭的,反之不成立。扎里斯基拓扑比欧几里得拓扑更粗糙。任意扎里斯基开集在扎里斯基拓扑与欧几里得拓扑下都是稠密的。不同于欧几里得拓扑,扎里斯基拓扑能对应复数域以外的域。
应用
代数簇研究
设S是一个概型,φ是概型X到S的态射,则称X是一个S-概型,如果S=SpecR,则称X是一个R-概型。设f是概型X到Y的态射,如果△X/Y: X→XxYX,x→(x,x)是闭的浸入,则称X在Y上可分,若Y=SpecR,则称X是可分的。态射f:X→Y称为有限型的,如果存在Y的仿射开覆盖{Yλ|λ∈∧} 使得每个Xλ=f(Yλ) 可以被有限个仿射开子集覆盖,而Xλj=SpecBλj,Yλ=SpecAλ每个Bλj是有限生成的Aλ代数。若X→SpecR是有限型的,则称X是R-代数的。设k是一个代数闭域,V是一个整的,可分的在k上代数的k-概型,则我们称V是k上的一个代数簇。设(X,φ),(Y,φ)是S-概型,f: X→Y是态射,如果→f=φ,则称f是S-态射。设X,Y是R-概型,令E={ (U,φ)|U是X的稠密开子集,φ:U→Y是R-态射},在E上引入等价关系 (U,φ)~ (V,φ) 当且仅当对于U∩V的某个稠密开子集W,|w=Φ|W。E/~的元素称为有理映射,若Y=SpecR[X],则称为有理函数,X上所有有理函数的集合记作RatR(X)。若V是域k上的代数簇,则RatR(V)称为V的函数域。设f是X到Y的有理映射,如果存在(U,φ)∈f,使得φ(U)是Y的稠密子集,则称f是控制的。设V,W是代数簇,f:V→W是控制的有理映射,如果存在有理映射g:W→V使得g◦f是恒等映射,则称f是
双有理映射。V到V的所有双有理映射作成一个群,称为V的双有理同构群。如果有V到W的双有理映射,则称V与W双有理等价。一维的代数簇称为曲线,二维的代数簇称为曲面。曲面S上的曲线C是曲面S的一维闭子簇。
概形研究
所谓概形,是指代数几何的基本研究对象。它实际上就是一个局部同构于仿射概形的局部环空间。更精确地,概形(X,OX)是一个环空间,其
拓扑空间X有一个开覆盖{Xi}i∈I,使得(Xi,OX|Xi)同构于仿射概形Spec Γ(Xi,OX)(这样的覆盖称为仿射开覆盖)。概形间的态射就是局部环空间的态射。概形的范畴是局部环空间范畴的子范畴。若概形X有一个仿射开覆盖{Xi},使得每个仿射概形都是诺特概形、既约概形、正规概形或正则概形,则相应地称概形X是局部诺特的、既约的、正规的或正则的。这些性质都是概形的局部性质,就是说,只要存在一个仿射开覆盖具有上述某种性质,这个概形就具有此性质,而且任意一个仿射开子概形都有此性质。若概形X的拓扑空间是连通空间或不可约空间(即它不能表成两个不同真闭子集的并),则称此概形为连通的或不可约的。
在研究概形的性质或有关的概念时,往往要考虑具有相同基础的概形。带有态射f:X→S的概形X称为S概形。若S=Spec A是仿射概形,则S概形简称A概形。显然任何概形都是Z概形。给出基变换态射S′→S后,可以得到一个S′概形XS′=X×SS′,称为S概形X的基扩张。与S概形相关的概念称为相对概念,以区别于与概形相关的绝对概念。S概形与态射f:X→S密切相关。不同性质的态射就给出了不同的S概形。例如,设f:X→S是一个态射,若对角浸入X→X×SX是闭态射,则称f是分离态射;若存在S的一个仿射开覆盖{Ui}={Spec Bi},使得每个f(Ui)都有一个有限仿射开覆盖{Vij}={Spec Aij},并且Aij都是有限生成Bi代数,则称f是有限型的;若f(Ui)=Spec Ai,Ai都是有限生成Bi模,则称f是有限态射。有限态射是仿射态射。代数几何中研究的S概形一般都是分离、有限型的。
人物简介
扎里斯基是美国数学家。生于俄国库勃林,卒于美国
坎布里奇。1918—1920年,就读于
基辅大学。1921年,到意大利
比萨大学学习,半年后转到
罗马大学,1924年获博士学位。1924—1927年,留校做博士后研究。1927年,到美国
约翰斯·霍普金斯大学任教,至1945年.1936年入美国籍。1946—1947年,任
伊利诺伊大学研究教授。1947年起,任
哈佛大学教授,1969年退休。943年,被选为美国全国科学院院士;1948年,被选为
美国艺术与科学学院院士;1960—1961年,任美国数学会副主席,1969—1970年任主席。
扎里斯基的贡献主要在
代数几何领域,特别是参与了重建代数几何基础的工作。早期研究代数、数论等,1927—1935年,转而研究代数簇拓扑,特别是
基本群。当时人们认为所有具固定个结点的固定度平面曲线属于一个代数簇,但他发现了具有固定度和固定个奇点的曲线可能属于若干个簇,并给出了例子。1939年,他给出了代数曲面奇点解消的纯代数证明。1944年,他第一次证明了三维代数簇奇点的解消。他还引入了正规簇和簇的正规化概念,现已成为代数簇理论的基础。1940年,他首次证明了任意维(特征p=0)代数簇局部单值化的存在性,并导致他引入了在簇V上的拓扑,现称为扎里斯基拓扑。他在1935年出版的专著《代数曲面》是他重建代数几何的开始。他逐步把抽象代数思想引入了代数几何,最终与
范·德·瓦尔登(Van der Waerden,B.L.)和
韦伊(Weil,A.)一起重建了代数几何的基础。他到哈佛大学以后,使该校成了世界代数几何的中心。1944年曾获美国数学会科尔奖,1965年获美国国家科学奖章,1981年获美国数学会斯蒂尔奖,并于1982年获
沃尔夫数学奖。他还著有《代数曲面理论引论》(1969)和其他一些专著。1972—1979年,出版了他的四卷本文集。
拓扑
定义
拓扑是集合上的一种结构。设T为非空集X的子集族。若T满足以下条件:
1.X与空集都属于T;
2.T中任意两个成员的交属于T;
3.T中任意多个成员的并属于T;
则T称为X上的一个拓扑。具有拓扑T的集合X称为拓扑空间,记为(X,T)。
设T1与T2为集合X上的两个拓扑。若有关系T1T2,则称T1粗于T2,或T2细于T1。当X上的两个拓扑相互之间没有包含关系时,则称它们是不可比较的。在集合X上,
离散拓扑是最细的拓扑,
平凡拓扑是最粗的拓扑。
公理
设X是一个非空
集合,X的幂
集的子集(即是X的某些子集组成的集族)T称为X的一个拓扑。当且仅当:
称集合X连同它的拓扑τ为一个
拓扑空间,记作(X,T)。
定义中的三个条件称为拓扑公理。(条件(3)可以等价的换为τ中两个成员的交集仍在τ中。)
从定义上看,给出某集合的一个拓扑就是规定它的哪些子集是开集。这些规定不是任意的,必须满足三条拓扑公理。
一般说来,一个集合上可以规定许多不相同的拓扑,因此说到一个拓扑空间时,要同时指明集合及所规定的拓扑。在不引起误解的情况下,也常用集合来代指一个拓扑空间,如拓扑空间X,拓扑空间Y等。
同时,在拓扑
范畴中,我们讨论连续
映射。定义为:f: (X,T1) ------> (Y,T2) (T1,T2是上述定义的拓扑)是连续的当且仅当开集的原像是开集。两个拓扑空间
同胚当且仅当存在一一对应的互逆的连续映射。同时,映射
同伦和空间同伦等价也是很有用的定义。