关于仿射空间态射φ:𝔸¹→𝔸²连续性的证明咨询
嗨,我看你卡在Hartshorne《Algebraic Geometry》习题I.3.2(a)里的连续性证明环节了,咱们来一步步理清楚这个问题~
首先,先明确在代数几何的Zariski拓扑下,映射连续性的定义:一个映射$f: X \to Y$是连续的,当且仅当$Y$中任意闭集的原像在$X$中也是闭集。而仿射空间$\mathbb{A}^n$里的闭集,本质上都是某个多项式集合的零点集,也就是形如$V(I) = { x \in \mathbb{A}^n \mid f(x)=0, \forall f \in I }$的集合,其中$I$是多项式环$k[x_1,...,x_n]$的理想。
回到你的问题:你疑惑能不能用$\varphi$是多项式给出的态射来证明连续性——答案是完全可以!而且这是Zariski拓扑下多项式映射的基本性质,和$\mathbb{R}^n$里的分析性质(比如可微性)没关系,咱们直接从拓扑定义出发证明:
给定你的映射$\varphi:\mathbb{A}1\to\mathbb{A}2: t\mapsto (t2,t3)$,它由两个多项式$t2$和$t3$给出。任取$\mathbb{A}2$中的闭集$V(I)$($I$是$k[x,y]$的理想),那么$\varphi{-1}(V(I))$就是所有$t \in \mathbb{A}^1$满足:对任意$f(x,y) \in I$,都有$f(t^2, t^3) = 0$的集合。
注意到$f(t^2, t3)$其实是$k[t]$中的多项式(多项式的复合仍然是多项式),所以$\varphi{-1}(V(I))$就是这些复合多项式的零点集,也就是$\mathbb{A}^1$中的闭集。这完全满足Zariski拓扑下连续性的定义,所以$\varphi$是连续的。
另外,你已经证明了$\varphi$是双射,且逆映射连续(双连续的另一半),现在补上这个连续性的证明,就完整论证了$\varphi$是$\mathbb{A}1$到曲线$y2=x^3$的双射双连续态射啦。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者HyperPro




