关于代数集上$k$-有理点定义的困惑及推导验证请求
关于代数集上$k$-有理点定义的困惑及推导验证请求
我正在自学入门级别的代数几何,感觉自己可能哪里理解错了,想请大家帮我指出问题所在:
基本设定
设$k$是不一定代数闭的域,$V \subset \mathbb{A}^n$是不一定不可约的代数集。
- 我们用记号$\mathcal{I}(V) = { f \in k[x_1, \dots, x_n] \mid (\forall p \in V)(f(p) = 0) }$,定义$V$的坐标环为$k[V] = k[x_1, \dots, x_n]/\mathcal{I}(V)$,可以把$k[V]$中的每个元素看作$V$上的$k$-值多项式函数。
关于点$v \in V$的理想与局部环推导
对任意$v \in V$,我们定义$\mathcal{I}(v) = { f \in k[V] \mid f(v) = 0 }$:
- 因为$\mathcal{I}(v)$是满射$k$-代数同态$\mathrm{ev}_v \colon k[V] \to k$(定义为$\mathrm{ev}_v(f) = f(v)$)的核,所以可以得到同构$k[V]/\mathcal{I}(v) \cong k$,由此可知$\mathcal{I}(v)$是$k[V]$的极大理想。
接下来我通过局部化定义$V$在$v$处的局部环:
$$\mathcal{O}{v, V} = (k[V] \setminus \mathcal{I}(v))^{-1} k[V]$$
已知这是一个局部环,其唯一极大理想为:
$$m{v, V} = (k[V] \setminus \mathcal{I}(v))^{-1} \mathcal{I}(v)$$
由于$\mathcal{I}(v)$是$k[V]$的极大理想,我们可以推出同构$\mathcal{O}{v, V}/m{v, V} \cong k[V]/\mathcal{I}(v) \cong k$。
我的困惑
Dummit-Foote(第729页,习题28)定义:若$\mathcal{O}{v, V}/m{v, V} = k$成立,则$v \in V$是$V$的$k$-有理点。
按照上面的推导,是不是对任意域$k$、任意代数集$V$,$V$中的每个点都是$k$-有理点?我现在非常困惑,希望有人能帮我理清这个误解。
补充说明
- P.S. Dummit-Foote只在$V$不可约且$k$代数闭的情况下定义了$V$在$v$处的局部环,所以上面的局部环定义只是我的猜测,如果错了请告诉我正确的定义。
- P.S.2 我在英文维基百科上查阅有理点相关文章时,发现我从Dummit-Foote学到的代数集定义和维基百科不一致:我之前理解的代数集$V$是$\mathbb{A}^n = kn$的子集,但维基百科说$V$是$\overline{k}n$的子集($\overline{k}$表示$k$的代数闭包)。所以我猜测我的推导是正确的,Dummit-Foote只是引入了“$k$-有理点”这个技术术语?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Kazune Takahashi
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