Bourbaki

2. Các vị trí

1. Khái niệm cấu xạ đối với các luật hợp thành không được xác định khắp nơi

Định nghĩa 1

Cho E và E' là hai tập hợp, mỗi tập hợp có một luật hợp thành trong được ký hiệu bởi (x,y)↦x∗y(x, y) \mapsto x * y, không nhất thiết được xác định khắp nơi. Một ánh xạ f:E→E′f : E \to E' là một cấu xạ nếu, với mọi x,yx, y trong E sao cho f(x)∗f(y)f(x) * f(y) được xác định, hợp thành x∗yx * y cũng được xác định và:

Trích dẫn đến 1

Trích dẫn đến A I § 1. Các luật hợp thành; tính kết hợp; tính giao hoán

(1)

f(x∗y)=f(x)∗f(y). f(x * y) = f(x) * f(y).
Nói ngắn gọn hơn, ta có thể nói rằng công thức (1) phải đúng mỗi khi vế phải có nghĩa.

Khái niệm cấu xạ phân biệt với khái niệm biểu diễn (Đại số, Chương I, § 1, no. 1), trong đó yêu cầu rằng phương trình (1) đúng bất cứ khi nào vế trái có nghĩa. Dĩ nhiên, hai khái niệm trùng nhau đối với các luật hợp thành được xác định khắp nơi.

Định nghĩa 2

Cho E và E' là hai tập hợp, mỗi tập hợp có một họ các luật hợp thành trong (x,y)↦x∗αy,α∈I(x, y) \mapsto x *_{\alpha} y, \alpha \in I. Một ánh xạ f:E→E′f : E \to E' là một cấu xạ nếu nó là một cấu xạ đối với mỗi luật hợp thành (x,y)↦x∗αy(x, y) \mapsto x *_{\alpha} y.

Trích dẫn đến 1

Trích dẫn đến E IV § 2. Các cấu xạ và các cấu trúc dẫn xuất

Cũng như các biểu diễn, các cấu xạ thỏa mãn các tiên đề (MO_I), (MO_{II}), (MO_{III}) của Lý thuyết tập hợp, Chương IV, § 2. Nếu: E→E′E \to E' là một cấu xạ, thì f(E)f(E) là một tập con ổn định của R′\mathbf{R}'.

2. Các vị trí

Nếu K là một trường, nhắc lại rằng K\mathbf{K} ký hiệu tập hợp là tổng của K và một phần tử được ký hiệu bởi ∞\infty (Đại số, Chương 11, § 9, no. 9); các luật hợp thành của K mở rộng tới K\mathbf{K} bằng cách đặt (loc. cit.)

(2)

a+∞=∞với a∈K,a≠∞, a + \infty = \infty \quad \text{với } a \in \mathbf{K}, \quad a \neq \infty,
(3)
∞.a=a.∞=∞với a∈K~,a≠0. \infty . a = a . \infty = \infty \quad \text{với } a \in \tilde{\mathbf{K}}, \quad a \neq 0.

Các hợp thành duy nhất không được xác định do đó là các hợp thành của +∞+ \infty, ∞.0\infty . 0 và 0.∞0 . \infty. Mặt khác, các ánh xạ x↦−xx \mapsto -x và x↦x−1x \mapsto x^{-1} mở rộng tương tự tới K~\tilde{K} bằng cách đặt −∞=∞,0−1=∞,∞−1=0-\infty = \infty, 0^{-1} = \infty, \infty^{-1} = 0. Ta cũng sẽ viết x+(−y)=x−yx + (-y) = x - y.

Tập hợp K~\tilde{K}, được gọi là trường xạ ảnh liên kết với KK, có thể được đồng nhất với đường thẳng xạ ảnh P1(K)P_1(K) (loc. cit.).

Định nghĩa 3

Cho KK và LL là hai trường. Mọi cấu xạ* ff của KK vào L~\tilde{L} (đối với phép cộng và phép nhân) sao cho f(1)=1f(1) = 1 được gọi là một vị trí của KK với các giá trị trong LL.

Nói cách khác, nếu xx và yy là các phần tử của KK và f(x)+f(y)f(x) + f(y) (resp. f(x)f(y)f(x)f(y)) được xác định, thì x+yx + y (resp. xyxy) được xác định và

f(x+y)=f(x)+f(y) f(x + y) = f(x) + f(y)
f(xy)=f(x)f(y). f(xy) = f(x)f(y).

Vì ∞+∞\infty + \infty không được xác định, nên f(∞)+f(∞)f(\infty) + f(\infty) cũng không được xác định, điều này chỉ ra rằng

f(∞)=∞. f(\infty) = \infty.

Tương tự, vì 0⋅∞0 \cdot \infty không được xác định, nên f(0)f(∞)f(0)f(\infty) cũng không được xác định, điều này, nhờ vào (6), suy ra

f(0)=0. f(0) = 0.

Mặt khác

f(a−1)=f(a)−1với mọi a∈K~. f(a^{-1}) = f(a)^{-1} \quad \text{với mọi } a \in \tilde{K}.

Nếu f(a)f(a−1)f(a)f(a^{-1}) được xác định, aa−1aa^{-1} được xác định và do đó bằng 1; khi đó f(a)f(a−1)=f(1)=1f(a)f(a^{-1}) = f(1) = 1, điều này chứng minh (8) trong trường hợp này. Nếu f(a)f(a)−1f(a)f(a)^{-1} không được xác định, thì hoặc là f(a)=0f(a) = 0 và f(a−1)=∞f(a^{-1}) = \infty hoặc là f(a)=∞f(a) = \infty và f(a−1)=0f(a^{-1}) = 0 và (8) vẫn đúng.

Tương tự có thể chỉ ra rằng

f(−a)=−f(a)với mọi a∈K. f(-a) = -f(a) \quad \text{với mọi } a \in K.

Từ các công thức (8) và (9) suy ra rằng ff cũng là một cấu xạ đối với các luật hợp thành (x,y)↦x−y(x, y) \mapsto x - y và (x,y)↦xy−1(x, y) \mapsto xy^{-1}.

Đối với x∈K~x \in \tilde{K}, ff được gọi là hữu hạn tại xx nếu f(x)≠∞f(x) \neq \infty; điều này kéo theo x∈Kx \in K theo (6).

Nếu f:K→L~f : K \to \tilde{L} là một nơi, f(K)f(K) là một tập con của L~\tilde{L} ổn định đối với các luật hợp thành (x,y)↦x+y,(x,y)↦x−y,(x,y)↦xy(x, y) \mapsto x + y, (x, y) \mapsto x - y, (x, y) \mapsto xy và (x,y)↦xy−1(x, y) \mapsto xy^{-1} và chứa 1. Nếu E là tập hợp các phần tử hữu hạn của f(K~)f(\tilde{K}), E là một trường con của L và f(K~)=E~f(\tilde{K}) = \tilde{E}. Do lạm dụng ngôn ngữ, E được gọi là trường giá trị của f.

Ánh xạ hợp thành của hai nơi là một nơi.

Cho F là một đẳng cấu của một trường K lên một trường con của một trường L; ta mở rộng ff tới KK bằng cách đặt f(∞)=∞f(\infty) = \infty. Như vậy ta thu được một nơi của K với các giá trị trong L được gọi là tầm thường và thường được đồng nhất với đẳng cấu ff.

3. Các nơi và các vành định giá

Mệnh đề 1

Cho K là một trường, A\mathbf{A} là một vành định giá của K và κ(A)\kappa(\mathbf{A}) là trường thặng dư của A\mathbf{A}. Ta mở rộng ánh xạ chính tắc của A\mathbf{A} lên κ(A)\kappa(\mathbf{A}) thành một ánh xạ hA:K~→(κ(A))h_{\mathbf{A}} : \tilde{K} \to (\kappa(\mathbf{A})) bởi công thức hA(x)=∞h_{\mathbf{A}}(x) = \infty nếu x∉Ax \notin \mathbf{A}. Ánh xạ hAh_{\mathbf{A}} được xác định như vậy là một nơi của K mà trường giá trị của nó là κ(A)\kappa(\mathbf{A}).

Được trích dẫn bởi 1

Được trích dẫn bởi Mệnh đề 3

Rõ ràng hA(1)=1h_{\mathbf{A}}(1) = 1.

Ta chứng minh rằng hAh_{\mathbf{A}} là một cấu xạ đối với phép cộng. Cho x,yx, y là hai phần tử của K~\tilde{K} sao cho hA(x)+hA(y)h_{\mathbf{A}}(x) + h_{\mathbf{A}}(y) được xác định. Khi đó một trong hai phần tử x,yx, y thuộc về A\mathbf{A} và do đó x+yx + y được xác định. Nếu x∈Ax \in \mathbf{A} và y∈Ay \in \mathbf{A}, rõ ràng

hA(x)+hA(y)=hA(x+y) h_{\mathbf{A}}(x) + h_{\mathbf{A}}(y) = h_{\mathbf{A}}(x + y)

đúng. Nếu x∈Ax \in \mathbf{A} và y∉Ay \notin \mathbf{A}, thì x+y∉Ax + y \notin \mathbf{A} và hai vế của công thức trên đều bằng ∞\infty.

Cuối cùng ta chứng minh rằng hAh_{\mathbf{A}} là một cấu xạ đối với phép nhân. Cho x∈K,y∈Kx \in K, y \in K sao cho hA(x)hA(y)h_{\mathbf{A}}(x)h_{\mathbf{A}}(y) được xác định. Nếu x∈Ax \in \mathbf{A} và y∈Ay \in \mathbf{A}, rõ ràng xyxy được xác định và hA(x)hA(y)=hA(xy)h_{\mathbf{A}}(x)h_{\mathbf{A}}(y) = h_{\mathbf{A}}(xy). Bây giờ giả sử rằng một trong các phần tử x,yx, y, chẳng hạn yy, không thuộc A\mathbf{A}; vì hA(y)=∞h_{\mathbf{A}}(y) = \infty, hA(x)≠0h_{\mathbf{A}}(x) \neq 0, nghĩa là x∉m(A)x \notin m(\mathbf{A}), do đó x−1∈Ax^{-1} \in \mathbf{A}; suy ra xyxy được xác định và xy∉Axy \notin \mathbf{A}, do đó

hA(xy)=∞=hA(x)hA(y). h_{\mathbf{A}}(xy) = \infty = h_{\mathbf{A}}(x)h_{\mathbf{A}}(y).

Điều này chứng minh Mệnh đề 1.

Nếu jj là một đẳng cấu của κ(A)\kappa(\mathbf{A}) lên một trường con của một trường L, j∘hA:K~→L~j \circ h_{\mathbf{A}} : \tilde{K} \to \tilde{L} là một nơi của K với các giá trị trong L. Quá trình trên thực sự cung cấp tất cả các nơi trên K. Nói chính xác hơn:

Mệnh đề 2

Cho K và L là hai trường và f là một nơi của K với các giá trị trong L. Khi đó tồn tại một vành định giá A\mathbf{A} của K và một đẳng cấu jj của κ(A)\kappa(\mathbf{A}) lên một trường con của L sao cho f=j∘hAf = j \circ h_{\mathbf{A}}; các điều kiện này xác định A\mathbf{A} và jj một cách duy nhất. Vành A\mathbf{A} là tập hợp các x∈Kx \in K sao cho f(x)≠∞f(x) \neq \infty và m(A)m(\mathbf{A}) là tập hợp các x∈Kx \in K sao cho f(x)=0f(x) = 0.

Trích dẫn đến 3

Trích dẫn đến Mệnh đề 2, VI § 1, A IV § 3. Phân thức hữu tỉ, Mệnh đề 2, A IV § 3

Nếu f=j∘hAf = j \circ h_{\mathbf{A}}, điều kiện f(x)≠∞f(x) \neq \infty (tương ứng. f(x)=0f(x) = 0) tương đương với điều kiện hA(x)≠∞h_{\mathbf{A}}(x) \neq \infty (tương ứng. hA(x)=0h_{\mathbf{A}}(x) = 0) và do đó với điều kiện x∈Ax \in \mathbf{A} (tương ứng. x∈m(A)x \in m(\mathbf{A})). Do đó A\mathbf{A} được xác định duy nhất và, vì hAh_{\mathbf{A}} là toàn ánh, jj cũng là duy nhất.

Bây giờ cho ff là một place bất kỳ của K có các giá trị trong L; ký hiệu A\mathbf{A} là tập hợp các x∈Kx \in K sao cho f(x)≠∞f(x) \neq \infty. Nếu x∈Ax \in \mathbf{A} và y∈Ay \in \mathbf{A}, các hợp thành f(x)−f(y)f(x) - f(y) và f(x)f(y)f(x)f(y) được xác định và ≠∞\neq \infty, điều này cho thấy rằng x−y∈Ax - y \in \mathbf{A} và xy∈Axy \in \mathbf{A}; do đó A\mathbf{A} là một vành con của K. Nếu x∉Ax \notin \mathbf{A}, thì f(x)=∞f(x) = \infty, do đó f(x−1)=0f(x^{-1}) = 0 và x−1x^{-1} thuộc hạt nhân mm của đồng cấu f′f' thu được bằng cách hạn chế ff vào A\mathbf{A}. Ngược lại nếu y∈my \in m, thì y−1∉Ay^{-1} \notin \mathbf{A}. Điều này cho thấy rằng A\mathbf{A} là một vành định giá của K và rằng mm là iđêan cực đại của nó. Gọi jj là đơn cấu từ κ(A)\kappa(\mathbf{A}) vào L dẫn xuất từ f' bằng cách chuyển qua thương. Khi đó f(x)=j(hA(x))f(x) = j(h_A(x)) với mọi x∈Ax \in A và đẳng thức này vẫn đúng với x∉Ax \notin A, khi đó hai vế đều bằng ∞\infty.

Phân tích f=j∘hAf = j \circ h_A được gọi là phân tích chính tắc của placef. AA được gọi là vành của f, m(A)m(A) là iđêan của ff và κ(A)\kappa(A) là trường thặng dư của f. Để hai place f:K→Lf : \mathbf{K} \to \mathbf{L} và f′:K→L′f' : \mathbf{K} \to \mathbf{L}' có cùng một vành, điều kiện cần và đủ là tồn tại một đẳng cấu của trường giá trị của f lên trường giá trị của f' sao cho f′=s∘ff' = s \circ f; khi đó ff và f′f' được gọi là tương đương. Ta thấy rằng mọi kết quả về các vành định giá có thể được chuyển thành một kết quả về các place và ngược lại; đó là điều chúng ta sẽ thực hiện trong các số tiếp theo.

Các ví dụ về các điểm (1) Cho KK là một trường. Ánh xạ đồng nhất trên KK là một điểm tầm thường với vành KK và iđêan (0)(0). (2) Cho kk là một trường. Với mọi u∈k((T))∼u \in k((T))^\sim, ta viết f(u)=∞f(u) = \infty nếu u∉k[[T]]u \notin k[[T]] và định nghĩa f(u)f(u) là số hạng hằng của uu nếu u∈k[[T]]u \in k[[T]]. Khi đó ff là một điểm của k((T))k((T)), với trường thặng dư kk và vành k[[T]]k[[T]]. Vì k[[T]]k[[T]] là một vành định giá của k((T))k((T)) (§ 1, no. 4, Ví dụ 3 ) và hạn chế của ff trên k[[T]]k[[T]] được đồng nhất với đồng cấu chính tắc của k[[T]]k[[T]] lên trường thặng dư của nó. (3) Cho kk là một trường, aa là một phần tử của kk và AA là tập hợp các u∈k(X)u \in k(X) sao cho aa có thể thế vào uu (Đại số, Chương IV, § 3, no. 2). Nếu pp ký hiệu iđêan nguyên tố (X−a)(X - a) của k[X]k[X], thì A=k[X]pA = k[X]_p, do đó AA là một vành định giá của k(X)k(X) (§ 1, no. 4, Mệnh đề 2). Với mọi u∈k(X)∼u \in k(X)^\sim, ta viết f(u)=∞f(u) = \infty nếu u∉Au \notin A và f(u)=u(a)f(u) = u(a) nếu u∈Au \in A. Khi đó ff là một điểm của k(X)k(X) với trường thặng dư kk và vành AA; vì hạn chế của f trên AA là một đồng cấu từ AA lên kk (Đại số, Chương IV, § 3, Mệnh đề 2) có hạt nhân pA=m(A)pA = m(A). Phần tử f(u)∈kf(u) \in k được gọi là thu được bằng cách đặt X=aX = a trong uu. \* (4) Cho SS là một đa tạp giải tích phức liên thông có chiều 1 và KK là trường các hàm phân hình trên SS. Với mọi z0∈Sz_0 \in S, ánh xạ f↦f(z0)f \mapsto f(z_0) từ KK đến C\mathbf{C} là một điểm của KK, có vành là tập hợp các f∈Kf \in K giải tích tại z0z_0 và có iđêan là tập hợp các f∈Kf \in K bằng không tại z0z_0. Chính ví dụ này và các ví dụ tương tự khác là nguồn gốc của thuật ngữ "điểm".*

4. Mở rộng của các vị trí

Mệnh đề 3

Cho KK là một trường, SS là một vành con của KK và ff là một đồng cấu từ SS vào một trường đóng đại số LL. Khi đó tồn tại một vị trí của KK với giá trị trong LL mở rộng ff.

Trích dẫn đến 2 · Được trích dẫn bởi 1

Trích dẫn đến Định lý 2, VI § 1, Mệnh đề 1

Được trích dẫn bởi Mệnh đề 4

Xét đến Mệnh đề 1, đây là bản dịch của Định lý 2 của § 1, no. 2.

Mệnh đề 4

Cho KK là một trường, ff là một vị trí của KK với giá trị trong một trường LL và K′K' là một mở rộng của KK. Khi đó tồn tại một mở rộng L′L' của LL và một vị trí f′f' của K′K' với giá trị trong L′L' mở rộng ff. Nếu x1,…,xnx_1, \ldots, x_n là các phần tử của KK độc lập đại số trên KK và a1,…,ana_1, \ldots, a_n là các phần tử bất kỳ ∈L,f′\in L, f' có thể được chọn sao cho f(xi)=a,f(x_i) = a, với 1≤i≤n.1 \leq i \leq n.

Trích dẫn đến 1 · Được trích dẫn bởi 1

Trích dẫn đến Mệnh đề 3

Được trích dẫn bởi VI § 3. Định giá

Gọi VV là vành off, gg là hạn chế của f lên VV và g′g' là mở rộng của gg lên V[x1,…,xn]V[x_1, \ldots, x_n] sao cho g′(xi)=a,g'(x_i) = a, với 1≤i≤n.1 \leq i \leq n. Chỉ cần lấy L′L' là một bao đóng đại số của LL và áp dụng Mệnh đề 3 cho g′g' và L′L': ta thu được một vị tríf': K′→L~′K' \to \tilde{L}' mở rộng g′g'; nếu x∈K−V,x \in K - V, thì x−1∈m(V),x^{-1} \in m(V), do đó f(x−1)=g(x−1)=0f(x^{-1}) = g(x^{-1}) = 0 và f′(x)=∞=f(x);f'(x) = \infty = f(x); do đóf' mở rộngf.

5. Đặc trưng hóa các phần tử nguyên bằng các vị trí

Mệnh đề 5

Cho KK là một trường, SS là một vành con của K,hK, h là một đồng cấu từ SS vào một trường và pp là hạt nhân của h.h. Để một phần tử xx của KK là nguyên trên vành địa phương S,S, điều kiện cần và đủ là mọi vị trí của KK mở rộng hh đều hữu hạn tại x.x.

Trích dẫn đến 1

Trích dẫn đến Định lý 3, VI § 1

Nếu ff là một vị trí của KK mở rộng h,fh, f hữu hạn trên SpS_p và không trên pSppS_p và do đó vành của vị trí ff trội Sp.S_p. Ngược lại, nếu VV là một vành định giá của KK trội Sp,S_p, VV là vành của một vị tríf mà hạn chế của nó trên SS là một đồng cấu có cùng hạt nhân như h;h; thay thế ff bởi một vị trí tương đương, ta thấy rằng VV là vành của một vị trí của KK mở rộng h.h. Nói rằng mọi vị trí của KK mở rộng hh đều hữu hạn tại xx tương đương với nói rằng xx thuộc mọi vành định giá của KK trội Sp.S_p. Mệnh đề khi đó suy ra từ Định lý 3 của § 1, no. 3.

Mệnh đề 6

Cho KK là một trường và SS là một vành con của K.K. Để một phần tử x∈Kx \in K là nguyên trên S,S, điều kiện cần và đủ là mọi vị trí của KK hữu hạn trên SS đều hữu hạn tại x.x.

Trích dẫn đến 1 · Được trích dẫn bởi 1

Trích dẫn đến Định lý 3, VI § 1

Được trích dẫn bởi Mệnh đề 5, VI § 3

Đây cũng là một hệ quả của Định lý 3 của § 1, no. 3.

Bài tập

Xem các bài tập cho § 2.

Bản dịch máy từ tiếng Anh, bởi gpt-5-6-mini, gpt-5-6, theo bảng thuật ngữ phiên bản 34. Chưa được người kiểm tra. Mô hình này là bản rút gọn của mô hình đã viết phần còn lại của ngôn ngữ này.