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2. 素理想的提升
1. 第一个存在定理
令A , A ′ \mathbf{A}, \mathbf{A}' A , A ′ 为两个环和h : A → A ′ h : \mathbf{A} \to \mathbf{A}' h : A → A ′ 环同态。如果a = h ‾ 1 ( a ′ ) a = \overline{h}^1(a') a = h 1 ( a ′ ) ,则据说理想的a ′ ∈ A ′ a' \in A' a ′ ∈ A ′ 高于A \mathbf{A} A 的理想a a a 。
因此,说A ′ A' A ′ 的素理想p ′ p' p ′ 位于A \mathbf{A} A 的理想p p p 之上,意味着p p p 是与h h h 相关的连续映射“h : S p e c ( A ′ ) → S p e c ( A ) h : \mathrm{Spec}(A') \to \mathrm{Spec}(A) h : Spec ( A ′ ) → Spec ( A ) ”下的p ′ p' p ′ 的像 (章11,§ 4, no. 3)。
注对于A ′ A' A ′ 的理想存在于A \mathbf{A} A 的理想( 0 ) (0) ( 0 ) 之上,h : A → A ′ h : \mathbf{A} \to \mathbf{A}' h : A → A ′ 是单射的充分必要。
令a a a 为A \mathbf{A} A 的理想;通过商同态 h h h 给出同态 h 1 : A / a → A ′ / a ′ h_1 : \mathbf{A}/a \to \mathbf{A}'/a' h 1 : A / a → A ′ / a ′ ;说a ′ a' a ′ 是位于a a a 之上的A ′ A' A ′ 的理想,相当于说是a A ′ ⊂ a ′ aA' \subset a' a A ′ ⊂ a ′ ,而a ′ / a A ′ a'/aA' a ′ / a A ′ 是位于( 0 ) (0) ( 0 ) 之上的A ′ / a A ′ \mathbf{A}'/aA' A ′ / a A ′ 的理想。
设 h : A → A ′ h : \mathbf{A} \to \mathbf{A}' h : A → A ′ 为环同态,S S S A \mathbf{A} A ,i = i A S : A → S − 1 A i = i_A^S : \mathbf{A} \to S^{-1}\mathbf{A} i = i A S : A → S − 1 A ,i ′ = i A ′ h ( S ) : A ′ → S − 1 A ′ = ( h ( S ) ) − 1 A ′ i' = i_{A'}^{h(S)} : \mathbf{A}' \to S^{-1}\mathbf{A}' = (h(S))^{-1}\mathbf{A}' i ′ = i A ′ h ( S ) : A ′ → S − 1 A ′ = ( h ( S ) ) − 1 A ′ 典范同态和 h 1 = S − 1 h : S − 1 A → S − 1 A ′ h_1 = S^{-1}h : S^{-1}\mathbf{A} \to S^{-1}\mathbf{A}' h 1 = S − 1 h : S − 1 A → S − 1 A ′ 的乘法子集,因此存在交换律图表
A → h A ′ i ↓ i ′ ↓ S − 1 A → h 1 S − 1 A ′
\begin{array}{ccc}
\mathbf{A} & \xrightarrow{h} & \mathbf{A}' \\
i \downarrow & & i' \downarrow \\
S^{-1}\mathbf{A} & \xrightarrow{h_1} & S^{-1}\mathbf{A}'
\end{array}
A i ↓ S − 1 A h h 1 A ′ i ′ ↓ S − 1 A ′
被以下引用 3 被以下引用 推论 1 , 命题 3 , 定理 1
令p p p 为A \mathbf{A} A 的素理想,使得p ∩ S = ∅ p \cap S = \varnothing p ∩ S = ∅ 。那么a ′ ↦ S − 1 a ′ a' \mapsto S^{-1}a' a ′ ↦ S − 1 a ′ 是位于p p p 上方的A ′ \mathbf{A}' A ′ 理想的集合F \mathscr{F} F 的满射映射到位于S − 1 p S^{-1}p S − 1 p 上方的S − 1 A ′ S^{-1}\mathbf{A}' S − 1 A ′ 理想的集合F 1 \mathscr{F}_1 F 1 并且映射a 1 ′ ↦ i ′ ( a 1 ′ ) a'_1 \mapsto i'(a'_1) a 1 ′ ↦ i ′ ( a 1 ′ ) 是F 1 \mathscr{F}_1 F 1 的双射到理想属于到F \mathscr{F} F 的集合上并且相对于h ( S ) h(S) h ( S ) 饱和;特别地,p ′ ↦ S − 1 p ′ p' \mapsto S^{-1}p' p ′ ↦ S − 1 p ′ 是位于p p p 上方的A ′ \mathbf{A}' A ′ 素理想的集合的双射到位于S − 1 p S^{-1}p S − 1 p 上方的S − 1 A ′ S^{-1}\mathbf{A}' S − 1 A ′ 素理想的集合。
我们知道S − 1 p S^{-1}p S − 1 p 是S − 1 A S^{-1}\mathbf{A} S − 1 A 的素理想,i 1 ( S − 1 p ) = p i_1(S^{-1}p) = p i 1 ( S − 1 p ) = p (章11,§ 2, no. 5,命题11);如果存在S − 1 A ′ S^{-1}\mathbf{A}' S − 1 A ′ 的理想b ′ b' b ′ 位于S − 1 p S^{-1}p S − 1 p 之上,则h ( i 1 ( b ′ ) ) = i ( h 1 ( b ′ ) ) = p h(i_1(b')) = i(h_1(b')) = p h ( i 1 ( b ′ )) = i ( h 1 ( b ′ )) = p ;如S − 1 i ′ ( b ′ ) = b ′ S^{-1}i'(b') = b' S − 1 i ′ ( b ′ ) = b ′ (前述),这已经表明F \mathscr{F} F 的像位于映射a ′ ↦ S − 1 a ′ a' \mapsto S^{-1}a' a ′ ↦ S − 1 a ′ 包含F 1 \mathscr{F}_1 F 1 之下。另一方面,如果a ′ ∈ F a' \in \mathscr{F} a ′ ∈ F 、a ∈ A a \in A a ∈ A 和s ∈ S s \in S s ∈ S ,则有以下等价
h 1 ( a / s ) ∈ S − 1 a ′ ⟺ h ( a ) / h ( s ) ∈ S − 1 a ′
h_1(a/s) \in S^{-1}a' \iff h(a)/h(s) \in S^{-1}a'
h 1 ( a / s ) ∈ S − 1 a ′ ⟺ h ( a ) / h ( s ) ∈ S − 1 a ′ ⟺ \iff ⟺ 存在
t ∈ S t \in S t ∈ S 使得
h ( t ) h ( a ) ∈ a ′ h(t)h(a) \in a' h ( t ) h ( a ) ∈ a ′ ⟺ \iff ⟺ 存在
t ∈ S t \in S t ∈ S 使得
t a ∈ p ta \in \mathfrak{p} t a ∈ p ⟺ a / z ∈ S − 1 p \iff a/z \in S^{-1}\mathfrak{p} ⟺ a / z ∈ S − 1 p 。
因此h 1 − 1 ( S − 1 a ′ ) = S − 1 p h_1^{-1}(S^{-1}a') = S^{-1}\mathfrak{p} h 1 − 1 ( S − 1 a ′ ) = S − 1 p ,完成证明,映射a ′ ↦ S − 1 a ′ a' \mapsto S^{-1}a' a ′ ↦ S − 1 a ′ 下F \mathscr{F} F 的像等于F 1 \mathscr{F}_1 F 1 ;其他断言是从章 11、§ 2, no. 5、命题 11 开始的。
令h : A → A ′ h : A \to A' h : A → A ′ 为环同态,使得A ′ A' A ′ 是A A A 的积分,p ′ \mathfrak{p}' p ′ 是A ′ A' A ′ 和p = h − 1 ( p ′ ) \mathfrak{p} = h^{-1}(\mathfrak{p}') p = h − 1 ( p ′ ) 的素理想。为了使p \mathfrak{p} p 极大,p ′ \mathfrak{p}' p ′ 为最大是必要且充分的。
引用了 1 · 被以下引用 12 引用了 命题 2
被以下引用 习题 9, § 3 , 推论 1 , 推论 3 , 推论 , 命题 4 , 命题 5 , 推论 3 , 定理 1 , 推论 3 , 定理 2 , 命题 5, V § 3 , 命题 6, VI § 8
让我们写出B = A / p B = A/\mathfrak{p} B = A / p ,B ′ = A ′ / p ′ B' = A'/\mathfrak{p}' B ′ = A ′ / p ′ ,并让h 1 : B → B ′ h_1 : B \to B' h 1 : B → B ′ 是由h h h 通过商得出的同态; B B B 和 B ′ B' B ′ 是整环,B ′ B' B ′ 是B B B 的积分(§ 1 § 1 §1 、no. 1、命题 2)。说 p \mathfrak{p} p (或 p ′ \mathfrak{p}' p ′ )是最大意味着 B B B (或 B ′ B' B ′ )是域。 命题由以下引理得出:
如果A A A 是域,那么,对于B B B 中的盟友≠ 0 \neq 0 = 0 ,A [ y ] A[y] A [ y ] 是由假设(§ 1 § 1 §1 ,定理1)有限生成的A A A -模块;因为A [ y ] A[y] A [ y ] 是整环,所以它是域(*代数*,章V, § 2, no. 1,命题1)并且*更不必说*y y y 在B B B 中可逆,因此B B B 是域。相反,假设B B B 是域,并让z ≠ 0 z \neq 0 z = 0 进入A A A ;由于z − 1 ∈ B z^{-1} \in B z − 1 ∈ B 、z − 1 z^{-1} z − 1 是A A A 的积分,其他字存在积分依赖方程
z − n + a 1 z − ( n − 1 ) + … + a n = 0
z^{-n} + a_1 z^{-(n-1)} + \ldots + a_n = 0
z − n + a 1 z − ( n − 1 ) + … + a n = 0
其中a i ∈ A a_i \in A a i ∈ A ;现在这个关系表明
− z − 1 = a 1 + a 2 z + … + a n z n − 1 ∈ A ,
-z^{-1} = a_1 + a_2 z + \ldots + a_n z^{n-1} \in A,
− z − 1 = a 1 + a 2 z + … + a n z n − 1 ∈ A ,
因此A A A 肯定是域。
让h : A → A ′ h : A \to A' h : A → A ′ 环同态使得A ′ A' A ′ 是A A A 的积分,p \mathfrak{p} p 是A A A 和p ′ \mathfrak{p}' p ′ 的素理想,a ′ a' a ′ 位于上面的A ′ A' A ′ 的两个理想p \mathfrak{p} p 使得p ′ ⊂ a ′ \mathfrak{p}' \subset a' p ′ ⊂ a ′ 。如果 p ′ \mathfrak{p}' p ′ 是素数,则 a ′ = p ′ a' = \mathfrak{p}' a ′ = p ′ .
引用了 3 · 被以下引用 5 引用了 命题 11, II § 2 , 引理 1 , 命题 1
被以下引用 推论 2 , 命题 12, VII § 1 , 命题 14, VII § 1 , 定义 1, VII § 2 , 命题 18, VII § 4
让我们写S = A − p S = A - \mathfrak{p} S = A − p ;那么 S − 1 A ′ S^{-1}A' S − 1 A ′ 是 S − 1 A S^{-1}A S − 1 A 的积分 (§ 1 § 1 §1 , no. 5, 命题
16),S − 1 p S^{-1}p S − 1 p 是S − 1 A S^{-1}A S − 1 A 的最大理想(章11,§ 2, no. 5,命题11),S − 1 a ′ S^{-1}a' S − 1 a ′ 和S − 1 p ′ S^{-1}p' S − 1 p ′ 是位于S − 1 p S^{-1}p S − 1 p 之上的S − 1 A ′ S^{-1}A' S − 1 A ′ 的理想(引理1) 和S − 1 a ′ ⊇ S − 1 p ′ S^{-1}a' \supseteq S^{-1}p' S − 1 a ′ ⊇ S − 1 p ′ 。由于 S − 1 p ′ S^{-1}p' S − 1 p ′ 是质数,因此它最大为命题 1,因此为 S − 1 p ′ = S − 1 a ′ S^{-1}p' = S^{-1}a' S − 1 p ′ = S − 1 a ′ ;因此a ′ a' a ′ 包含在p ′ p' p ′ 相对于h ( S ) h(S) h ( S ) 的饱和度中,等于p ′ p' p ′ (章II, § 2, no. 5,命题11)。
令A ′ A' A ′ 为整环、A A A 子环或A ′ A' A ′ ,使得A ′ A' A ′ 是A A A 和f f f 同态从A ′ A' A ′ 到环的积分B B B 。如果限制到A A A 是单射的,那么f f f 是单射的。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 推论 1
被以下引用 命题 2
如果a ′ a' a ′ 关闭核,则假设表示a ′ ∩ A = ( 0 ) a' \cap A = (0) a ′ ∩ A = ( 0 ) ;由于A ′ A' A ′ 是整环,可以应用推论1,将p p p 和p ′ p' p ′ 分别作为A A A 的理想(0)和A ′ A' A ′ 的理想(0),从而a ′ = ( 0 ) a' = (0) a ′ = ( 0 ) 。
令h : A → A ′ h : A \to A' h : A → A ′ 为环同态,使得A ′ A' A ′ 是A A A 和m m m 的积分,A A A 的最大理想,并假设A ′ A' A ′ 中只有有限的数不同的最大理想m j ′ m'_j m j ′ (1 ≤ j ≤ n 1 \leq j \leq n 1 ≤ j ≤ n ) 位于m m m 之上。令q j ′ q'_j q j ′ 为m A ′ mA' m A ′ 相对于m j ′ m'_j m j ′ 的饱和度(章II, § 2, no. 4)。然后: (i) 在零的环 A ′ / q j ′ A'/q'_j A ′ / q j ′ 除子中,元素 m j ′ / q j ′ m'_j/q'_j m j ′ / q j ′ 并且它们是幂零的 (1 ≤ j ≤ n 1 \leq j \leq n 1 ≤ j ≤ n )。 (ii) m A ′ = ⋂ j q j ′ = ∏ j q j ′ mA' = \bigcap_j q'_j = \prod_j q'_j m A ′ = ⋂ j q j ′ = ∏ j q j ′ 。 (iii) 典范同态 A ′ / m A ′ → ∏ j ( A ′ / q j ′ ) A'/mA' \to \prod_j (A'/q'_j) A ′ / m A ′ → ∏ j ( A ′ / q j ′ ) 是双射的。
引用了 8 引用了 II § 2. 环和模分数 , 命题 3, II § 1 , 命题 4, II § 1 , 命题 5, II § 1 , 推论 1, II § 2 , 推论 2, II § 3 , § 2. 素理想的提升 , 命题 1
对于A ′ A' A ′ 到包含m A ′ mA' m A ′ 的素理想,其逆像低于h h h 包含m m m 是必要且充分的,因此它位于m m m 之上,因为m m m 在A A A ;因此,m j ′ m'_j m j ′ 是A ′ A' A ′ 包含m A ′ mA' m A ′ (命题1)的唯一素理想,因此c ′ = ⋂ j m j ′ c' = \bigcap_j m'_j c ′ = ⋂ j m j ′ 是m A ′ mA' m A ′ 的根式(章II, § 2, no. 6,推论1到命题) 13)。由q j ′ q'_j q j ′ 、类 mod 的定义。 A ′ − m j ′ A' - m'_j A ′ − m j ′ 元素q j ′ q'_j q j ′ 不是A ′ / q j ′ A'/q'_j A ′ / q j ′ 中0除子;另一方面,由于m j ′ m'_j m j ′ 是不同的最大理想,对于每个指标j j j ,都存在元素a j ′ a'_j a j ′ 属于到⋂ j m j ′ \bigcap_j m'_j ⋂ j m j ′ 而不是m j ′ m'_j m j ′ (章II, § 1, no. 1, 命题 4):那么,对于所有 x ∉ m j ′ , a j ′ x ∈ r ′ x \notin m'_j, a'_j x \in r' x ∈ / m j ′ , a j ′ x ∈ r ′ ,因此类 mod。 a j ′ x a'_j x a j ′ x 的q j ′ q'_j q j ′ 是幂零的,并且由于a j ′ a'_j a j ′ 的除子不是0,所以我们结论认为x x x 的类是幂零的;另外字m j ′ m'_j m j ′ 是q j ′ q'_j q j ′ 的部首,证明(i)。由此可见,q j ′ q'_j q j ′ 在对中互质(章II, § 1, no. 1,命题3); (iii) 因此将是 (ii) 的推论,考虑到章 II, § 1, no. 2、命题 5. 为了建立 (ii),我们注在环 A ′ / m A ′ A'/mA' A ′ / m A ′ 中,m j ′ / m A ′ m'_j/mA' m j ′ / m A ′ 是唯一的最大理想,并且q j ′ / m A ′ q'_j/mA' q j ′ / m A ′ 是(0)相对于m j ′ / m A ′ m'_j/mA' m j ′ / m A ′ (章11,§ 2, no. 4)的饱和度;因此,我们可能会将注意力集中在案例m A ′ = ( 0 ) mA' = (0) m A ′ = ( 0 ) ; (ii) 的断言则从章II, § 3, no. 3,推论2到定理1。
令h : A → A ′ h : A \to A' h : A → A ′ 为单射环同态,使得A A A 是A A A 的积分,并且p p p 是A A A 的素理想。存在A ′ A' A ′ 的素理想p ′ p' p ′ 位于p p p 之上。
引用了 3 · 被以下引用 15 引用了 定理 1, II § 2 , 引理 1 , 命题 1
被以下引用 习题 9, § 3 , 引理 2 , 引理 4 , 注 (2) , 推论 , 命题 4 , 推论 2 , 推论 1 , 推论 2 , 推论 3 , 推论 4 , 定理 3 , 定理 3, VI § 1 , 注, VII § 1 , 习题 4, § 2
首先假设A A A 是局部环,p p p 是A A A 的最大理想;那么,对于A ′ A' A ′ 的每个最大理想m ′ m' m ′ ,h − 1 ( m ′ ) h^{-1}(m') h − 1 ( m ′ ) 是A A A (命题1)的最大理想,因此等于p p p ,在这种情况下证明了定理(因为A ′ A' A ′ 包含 A A A 乘以假设,因此不会减少到 0)。一般情况下,我们写 S = A − p S = A - p S = A − p ;那么 S − 1 A S^{-1}A S − 1 A 是局部环,其最大理想是 S − 1 p S^{-1}p S − 1 p (章 11, § 2, no. 5, 命题 11), S − 1 h : S − 1 A → S − 1 A S^{-1}h : S^{-1}A \to S^{-1}A S − 1 h : S − 1 A → S − 1 A ,是单射 (章 II, § 2, no. 4, 定理 1) 并且S − 1 A ′ S^{-1}A' S − 1 A ′ 是 S − 1 A S^{-1}A S − 1 A 的积分 (§ 1 § 1 §1 , no. 5, 命题 16);那么存在S − 1 p S^{-1}p S − 1 p 上方的S − 1 A ′ S^{-1}A' S − 1 A ′ 的素理想q ′ q' q ′ ,并且我们知道q ′ = S − 1 p ′ q' = S^{-1}p' q ′ = S − 1 p ′ ,其中p ′ p' p ′ 是位于p p p (引理1)上方的A ′ A' A ′ 的素理想。
如果 h : A → A ′ h : A \to A' h : A → A ′ 不是单射,定理 1 不再必然为真,如同态 Z → Z / n Z ( n > 1 ) Z \to \mathbf{Z}/n\mathbf{Z} \ (n > 1) Z → Z / n Z ( n > 1 ) 的例所示。然而定理 1 可以应用于典范嵌入 h ( A ) → A ′ h(A) \to A' h ( A ) → A ′ ;在其他字中,定理 1 的叙述对于素理想 p p p 包含 K e r ( h ) \mathrm{Ker}(h) Ker ( h ) 成立。
假设定理 1、h ˉ − 1 ( p A ′ ) = p \bar{h}^{-1}(pA') = p h ˉ − 1 ( p A ′ ) = p 和记号。
引用了 1 引用了 定理 1
p A ′ ⊂ p ′ pA' \subset p' p A ′ ⊂ p ′ 和 h ˉ ( p ′ ) = p \bar{h}(p') = p h ˉ ( p ′ ) = p 。
令h : A → A ′ h : A \to A' h : A → A ′ 为环同态,使得A ′ A' A ′ 是A A A 、a a a 和p p p 的积分,A A A 的两个理想,使得a ⊂ p a \subset p a ⊂ p 和a ′ a' a ′ 的理想A ′ A' A ′ 位于a a a 之上。假设 p p p 是素数。那么存在A ′ A' A ′ 的素理想p ′ p' p ′ 位于p p p 和包含a ′ a' a ′ 之上。
引用了 2 · 被以下引用 3 引用了 命题 2 , 定理 1
被以下引用 推论 , 命题 5, V § 3 , 命题 18, VII § 4
如果 h 1 : A / a → A ′ / a ′ h_1 : A/a \to A'/a' h 1 : A / a → A ′ / a ′ 是 h h h 取商所得的同态,h 1 h_1 h 1 是假设的单射,A ′ / a ′ A'/a' A ′ / a ′ 是 A / a A/a A / a 的积分(§ 1 § 1 §1 、no. 1、命题 2);则存在A ′ / a ′ A'/a' A ′ / a ′ (A A A 中的p'素的)的素理想p ′ / a ′ p'/a' p ′ / a ′ 位于p / a p/a p / a (定理 1)之上,并且p ′ p' p ′ 是所需的理想。
令A A A 为环且A ′ A' A ′ 环包含A A A 并对A A A 整的。如果R ′ \mathscr{R}' R ′ 是A ′ A' A ′ 的雅各布森根式,那么R ′ ∩ A \mathscr{R}' \cap A R ′ ∩ A 就是A A A 的雅各布森根式。
引用了 2 引用了 命题 1 , 定理 1
令 32 32 32 为 A A A 的雅各布森根式。对于A ′ A' A ′ 的每个最大理想m ′ m' m ′ ,m ′ ∩ A m' \cap A m ′ ∩ A 是A A A (命题1)的最大理想,因此R ⊂ m ′ ∩ A \mathscr{R} \subset m' \cap A R ⊂ m ′ ∩ A ,因此R ⊂ R ′ ∩ A \mathscr{R} \subset \mathscr{R}' \cap A R ⊂ R ′ ∩ A (代数,章VIII, § 5, no. 3, 定义3)。相反地,令 x ∈ 32 ′ ∩ A x \in 32' \cap A x ∈ 3 2 ′ ∩ A ;对于A A A 的每个最大理想m m m ,都存在一个位于m m m 之上的素理想A ′ A' A ′ (定理1),并且这个理想m ′ m' m ′ 必然是最大的(命题1),因此x ∈ m ′ ∩ A = m x \in m' \cap A = m x ∈ m ′ ∩ A = m 和x ∈ 32 x \in 32 x ∈ 32 。
令p \mathfrak{p} p 为f f f 的核,这是一个素理想,因为f ( A ) ⊂ L f(A) \subset L f ( A ) ⊂ L 是整环;令 p ′ \mathfrak{p}' p ′ 为A ′ A' A ′ 的素理想,位于 p \mathfrak{p} p (定理 1) 之上。那么 A / p A/\mathfrak{p} A / p 与 A ′ / p ′ A'/\mathfrak{p}' A ′ / p ′ 的子环被规范地等同,并且 A ′ / p ′ A'/\mathfrak{p}' A ′ / p ′ 是 A / p A/\mathfrak{p} A / p 的积分(§ 1 § 1 §1 、no. 1、命题 2)。 同态 f f f 定义,将A / p A/\mathfrak{p} A / p 的同构除以L L L 的子环f ( A ) f(A) f ( A ) ,可推广至域的同构g g g 分数 K K K A / p A/\mathfrak{p} A / p 到子域 L L L 。由于分数 K ′ K' K ′ A ′ / p ′ A'/\mathfrak{p}' A ′ / p ′ 的域是K K K 上的代数,g g g 可以扩展到K ′ K' K ′ 的同构 g ′ g' g ′ 到L L L 的子域 (代数、章 V、§ 4 § 4 §4 、no. 2,定理 1 的推论);如果π ′ : A ′ → A ′ / p ′ \pi': A' \to A'/\mathfrak{p}' π ′ : A ′ → A ′ / p ′ 是典范同态,则g ′ ∘ π ′ g' \circ \pi' g ′ ∘ π ′ 是同态,从A ′ A' A ′ 到L L L 延伸f f f 。
令h : A → A ′ h : A \to A' h : A → A ′ 为环同态,使得A ′ A' A ′ 是A A A 的积分,p \mathfrak{p} p 是A A A 、S = A − p S = A - \mathfrak{p} S = A − p 、( p i ′ ) i ∈ I (p'_i)_{i \in I} ( p i ′ ) i ∈ I 的素理想,A ′ A' A ′ 的所有素理想p \mathfrak{p} p 位于上面p \mathfrak{p} p 和S ′ = ⋂ i ∈ I ( A ′ − p i ) S' = \bigcap_{i \in I} (A' - p_i) S ′ = ⋂ i ∈ I ( A ′ − p i ) ;然后S − 1 A ′ = S ′ − 1 A ′ S^{-1}A' = {S'}^{-1}A' S − 1 A ′ = S ′ − 1 A ′ 。
引用了 1 · 被以下引用 3 引用了 推论 2
被以下引用 命题 1 , 推论 2 , 推论 4
事实上,通过定义 h ( S ) ⊂ S ′ h(S) \subset S' h ( S ) ⊂ S ′ 并且,
h ( S ) − 1 A ′ = S − 1 A ′ ,
h(S)^{-1}A' = S^{-1}A',
h ( S ) − 1 A ′ = S − 1 A ′ ,
凭借章II、§ 2 § 2 §2 、no. 3、命题8,足以证明,如果A ′ A' A ′ 的素理想q ′ q' q ′ 不满足h ( S ) h(S) h ( S ) ,那么它也不满足S ′ S' S ′ 。现在,假设 q ′ ∩ h ( S ) = ∅ q' \cap h(S) = \varnothing q ′ ∩ h ( S ) = ∅ 并令 q = h − 1 ( q ′ ) q = h^{-1}(q') q = h − 1 ( q ′ ) ;然后q ∩ S = ∅ q \cap S = \varnothing q ∩ S = ∅ ,其他字q ⊂ p q \subset \mathfrak{p} q ⊂ p 。由于q ′ q' q ′ 位于q q q 上方定义,因此从推论2到命题1,存在指标c c c ,使得q ′ ⊂ p c ′ q' \subset p'_c q ′ ⊂ p c ′ 进而q ′ ∩ S ′ = ∅ q' \cap S' = \varnothing q ′ ∩ S ′ = ∅ ,从而完成证明。
令h : A → A ′ h : A \to A' h : A → A ′ 为环同态,使得A ′ A' A ′ 是有限生成的A A A 模;那么,对于A A A 的每个素理想p \mathfrak{p} p ,位于p \mathfrak{p} p 之上的A ′ A' A ′ 的素理想集合是有限的。
引用了 2 引用了 命题 9, IV § 2 , 引理 1
让S = A − p S = A - p S = A − p ;通过引理 1,我们可以通过 S − 1 A S^{-1}A S − 1 A 实现替换 A A A ,通过 S − 1 A ′ S^{-1}A' S − 1 A ′ 实现 A ′ A' A ′ (这是一个有限生成的 S − 1 A S^{-1}A S − 1 A 模块),通过 S − 1 p S^{-1}p S − 1 p 实现 p p p ;在其他字中,我们可以假设A A A 是局部环,p p p 是它的最大理想。然后(通过本号开头的注),A A A 可以替换为A / p A/p A / p ,A ′ A' A ′ 替换为A ′ / p A ′ A'/pA' A ′ / p A ′ ,p p p 替换为( 0 ) (0) ( 0 ) ,因为A ′ / p A ′ = ( A / p ) ⊗ A A ′ A'/pA' = (A/p) \otimes_A A' A ′ / p A ′ = ( A / p ) ⊗ A A ′ 是有限生成的( A / p ) (A/p) ( A / p ) 模块。这样,当A A A 为域和p = ( 0 ) p = (0) p = ( 0 ) 时,我们最终将问题减少为证明命题;那么A ′ A' A ′ 是有限秩的A A A 代数,因此是阿廷的,我们知道在这样的代数中只有有限的数素理想(章IV, § 2, no. 5,命题9)。
2. 分解群和惯性群
令A ′ A' A ′ 为环,并且G G G 群在A ′ A' A ′ (§ 1 § 1 §1 ,no. 9)上运行。给定元素 σ ∈ G \sigma \in G σ ∈ G 的素理想 p ′ ⊂ A ′ p' \subset A' p ′ ⊂ A ′ 子群,使得 σ . p ′ = p ′ \sigma.p' = p' σ . p ′ = p ′ 被称为 p ′ p' p ′ 的分解群(相对于 G G G ),并用 G z ( p ′ ) G^z(p') G z ( p ′ ) 表示。 G z ( p ′ ) G^z(p') G z ( p ′ ) 下不变的A ′ A' A ′ 元素环称为p ′ p' p ′ 的分解环(相对于G G G )并用A z ( p ′ ) A^z(p') A z ( p ′ ) (*)表示。
被以下引用 3 被以下引用 定义 3 , 推论 4, VI § 8 , 命题 18, VII § 4
在没有歧义的情况下,我们经常分别写为G z G^z G z 和A z A^z A z 来代替G z ( p ′ ) G^z(p') G z ( p ′ ) 和A z ( p ′ ) A^z(p') A z ( p ′ ) 。
对于所有σ ∈ G z ( p ′ ) \sigma \in G^z(p') σ ∈ G z ( p ′ ) ,我们还用环A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ 的z ↦ σ . z z \mapsto \sigma.z z ↦ σ . z 自同态表示,通过取商从A ′ A' A ′ 的自同态x ↦ σ . x x \mapsto \sigma.x x ↦ σ . x 得出;显然群G z ( p ′ ) G^z(p') G z ( p ′ ) 在环A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ 上是这样运作的。
以定义 2 的记号、σ \sigma σ 的G z ( p ′ ) G^z(p') G z ( p ′ ) 由……组成子群使得A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ 的自同态 z ↦ σ . z z \mapsto \sigma.z z ↦ σ . z 为恒等式,称为惯性群 p ′ p' p ′ (相对于G G G )并用G T ( p ′ ) G^T(p') G T ( p ′ ) (或G T G^T G T )表示。 A ′ A' A ′ 在G T ( p ′ ) G^T(p') G T ( p ′ ) 下不变的元素的环称为p ′ p' p ′ 的惯性环(相对于G G G ),并用A T ( p ′ ) A^T(p') A T ( p ′ ) (或A T A^T A T )(†)表示。
引用了 1 引用了 定义 2
如果A A A 是G G G 的不变量的A ′ A' A ′ 由……组成中的子环,显然
A ⊂ A z ( p ′ ) ⊂ A T ( p ′ ) ⊂ A ′ .
A \subset A^z(p') \subset A^T(p') \subset A'.
A ⊂ A z ( p ′ ) ⊂ A T ( p ′ ) ⊂ A ′ .
从定义 2 和 3 可以得出,对于所有 p ∈ G p \in G p ∈ G ,
G z ( ρ . p ′ ) = ρ G z ( p ′ ) ρ − 1 , G T ( ρ . p ′ ) = ρ G T ( p ′ ) ρ − 1 .
G^z(\rho.p') = \rho G^z(p') \rho^{-1}, \quad G^T(\rho.p') = \rho G^T(p') \rho^{-1}.
G z ( ρ . p ′ ) = ρ G z ( p ′ ) ρ − 1 , G T ( ρ . p ′ ) = ρ G T ( p ′ ) ρ − 1 .
如果对于所有σ ∈ G z ( p ′ ) \sigma \in G^z(p') σ ∈ G z ( p ′ ) ,σ ˉ \bar{\sigma} σ ˉ 是A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ 的自同构z ↦ σ . z z \mapsto \sigma.z z ↦ σ . z ,σ ↦ σ ˉ \sigma \mapsto \bar{\sigma} σ ↦ σ ˉ 是G z G^z G z 到群Γ 0 \Gamma_0 Γ 0 的同态(称为规范),自同构的
(*) 字母Z Z Z 是德语字“Zerlegung”的首字母,意思是“分解”。 (†) 字母 T 是德语字“Tragheit”的首字母,意思是“惯性”。
A'/p' 留下 A Z / ( p ′ ∩ A Z ) A^{\mathbf{Z}}/(p' \cap A^{\mathbf{Z}}) A Z / ( p ′ ∩ A Z ) 的不变式元素(规范地用 A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ 的子环来识别)并且通过定义 G Γ ( p ′ ) \mathscr{G}^{\Gamma}(p') G Γ ( p ′ ) 是这个典范同态的核;因此,G Γ \mathscr{G}^{\Gamma} G Γ 是 G Z \mathscr{G}^{\mathbf{Z}} G Z 的正常子群。如果k ′ k' k ′ 是A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ 的分数的域,A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ 的每一个自同构都可以唯一地扩展到k ′ k' k ′ 的自同构,这样σ ↦ σ ˉ \sigma \mapsto \bar{\sigma} σ ↦ σ ˉ 可以被认为是从G Z ( p ′ ) \mathscr{G}^{\mathbf{Z}}(p') G Z ( p ′ ) 到同态 k ′ k' k ′ 自同构群。 注最后,由于G Γ \mathscr{G}^{\Gamma} G Γ 在G Z \mathscr{G}^{\mathbf{Z}} G Z 正常,A Γ A^{\Gamma} A Γ 在G Z \mathscr{G}^{\mathbf{Z}} G Z 下稳定。
设A ′ A' A ′ 为环、G \mathscr{G} G 群,对G \mathscr{G} G 、p ′ p' p ′ 的不变量A ′ A' A ′ 、A A A 环进行操作,A ′ A' A ′ 的素理想和S S S A A A 的乘法子集不满足p ′ p' p ′ 。然后 G Z ( S − 1 p ′ ) = G Z ( p ′ ) \mathscr{G}^{\mathbf{Z}}(S^{-1}p') = \mathscr{G}^{\mathbf{Z}}(p') G Z ( S − 1 p ′ ) = G Z ( p ′ ) 、G Γ ( S − 1 p ′ ) = G Γ ( p ′ ) \mathscr{G}^{\Gamma}(S^{-1}p') = \mathscr{G}^{\Gamma}(p') G Γ ( S − 1 p ′ ) = G Γ ( p ′ ) ,如果 G \mathscr{G} G 局部有限,则S − 1 A Z ( p ′ ) = A Z ( S − 1 p ′ ) S^{-1}A^{\mathbf{Z}}(p') = A^{\mathbf{Z}}(S^{-1}p') S − 1 A Z ( p ′ ) = A Z ( S − 1 p ′ ) 和 S − 1 A Γ ( p ′ ) = A Γ ( S − 1 p ′ ) S^{-1}A^{\Gamma}(p') = A^{\Gamma}(S^{-1}p') S − 1 A Γ ( p ′ ) = A Γ ( S − 1 p ′ ) 。
引用了 1 · 被以下引用 2 引用了 命题 23, V § 1
被以下引用 命题 4 , 定理 2
由于S S S 的元素在G \mathscr{G} G 下是不变的,显然,如果σ . p ′ = p ′ \sigma.p' = p' σ . p ′ = p ′ ,也有σ . ( S − 1 p ′ ) = S − 1 p ′ \sigma.(S^{-1}p') = S^{-1}p' σ . ( S − 1 p ′ ) = S − 1 p ′ 。相反,假设σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G 使得σ . ( S − 1 p ′ ) = S − 1 p ′ \sigma.(S^{-1}p') = S^{-1}p' σ . ( S − 1 p ′ ) = S − 1 p ′ ;那么,如果x ∈ p ′ x \in p' x ∈ p ′ ,( σ . x ) / 1 ∈ S − 1 p ′ (\sigma.x)/1 \in S^{-1}p' ( σ . x ) /1 ∈ S − 1 p ′ ,因此存在s ∈ S s \in S s ∈ S 使得s ( σ . x ) ∈ p ′ s(\sigma.x) \in p' s ( σ . x ) ∈ p ′ ,从而σ . x ∈ p ′ \sigma.x \in p' σ . x ∈ p ′ ,因为p ′ p' p ′ 是素数且s ∉ p ′ s \notin p' s ∈ / p ′ ;这证明了σ . p ′ ⊂ p ′ \sigma.p' \subset p' σ . p ′ ⊂ p ′ ,并且可以类似地证明σ − 1 . p ′ ⊂ p ′ \sigma^{-1}.p' \subset p' σ − 1 . p ′ ⊂ p ′ ,因此σ . p ′ = p ′ \sigma.p' = p' σ . p ′ = p ′ 和σ ∈ G Z ( p ′ ) \sigma \in \mathscr{G}^{\mathbf{Z}}(p') σ ∈ G Z ( p ′ ) 。如果σ ∈ G Γ ( p ′ ) \sigma \in \mathscr{G}^{\Gamma}(p') σ ∈ G Γ ( p ′ ) ,则σ . x − x ∈ p ′ \sigma.x - x \in p' σ . x − x ∈ p ′ 对于所有x ∈ A ′ x \in A' x ∈ A ′ ,因此,对于所有s ∈ S s \in S s ∈ S ,
σ . ( x / s ) − ( x / s ) = ( O . x − x ) / s ∈ S − 1 p ′
\sigma.(x/s) - (x/s) = (O.x - x)/s \in S^{-1}p'
σ . ( x / s ) − ( x / s ) = ( O . x − x ) / s ∈ S − 1 p ′
因此σ ∈ G Γ ( S − 1 p ′ ) \sigma \in \mathscr{G}^{\Gamma}(S^{-1}p') σ ∈ G Γ ( S − 1 p ′ ) 。相反,假设σ ∈ G Γ ( S − 1 p ′ ) \sigma \in \mathscr{G}^{\Gamma}(S^{-1}p') σ ∈ G Γ ( S − 1 p ′ ) ;那么,对于所有x ∈ A ′ x \in A' x ∈ A ′ ,σ . ( x / 1 ) − ( x / 1 ) ∈ S − 1 p ′ \sigma.(x/1) - (x/1) \in S^{-1}p' σ . ( x /1 ) − ( x /1 ) ∈ S − 1 p ′ ,因此存在s ∈ S s \in S s ∈ S ,使得s ( σ . x − x ) ∈ p ′ s(\sigma.x - x) \in p' s ( σ . x − x ) ∈ p ′ ,从而如上σ . x − x ∈ p ′ \sigma.x - x \in p' σ . x − x ∈ p ′ ,这证明了σ ∈ G Γ ( p ′ ) \sigma \in \mathscr{G}^{\Gamma}(p') σ ∈ G Γ ( p ′ ) 。最后两个断言是从§ 1, no. 9、命题23开始的。
令A ′ A' A ′ 为环,G \mathscr{G} G 有限群对G \mathscr{G} G 的不变量A ′ A' A ′ 和A A A 环进行运算,使得A ′ A' A ′ 在A A A 上积分(§ 1, no. 9, 命题22).
引用了 12 · 被以下引用 9 引用了 命题 22, V § 1 , 定义 2, A V § 6 , 命题 2, II § 1 , 命题 1 , 命题 23, V § 1 , 命题 5, V § 1 , § 2. 素理想的提升 , 引理 3 , 命题 4, A V § 11 , 注 2, A V § 3 , 命题 11, A V § 7 , 命题 12, A V § 7
被以下引用 推论 3 , 定义 5 , 推论 , 命题 4 , 推论 1 , 命题 5 , 命题 6 , 习题 8, § 8 , 习题 9, § 8
(i) 给定A ′ A' A ′ 的两个素理想p ′ , q ′ p', q' p ′ , q ′ 位于A A A 的同一素理想p p p 之上,存在σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G 使得q ′ = σ . p ′ q' = \sigma.p' q ′ = σ . p ′ ;在其他字中,G \mathscr{G} G 可传递地作用于p p p 之上的A ′ A' A ′ 素理想的集合。
(ii) 设p ′ p' p ′ 为A ′ A' A ′ 、p = p ′ ∩ A p = p' \cap A p = p ′ ∩ A 和k k k (分别为k ′ k' k ′ )、域或A / p A/p A / p (分别为A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ )的分数。那么k ′ k' k ′ 是k k k 和典范同态σ ↦ σ ˉ \sigma \mapsto \bar{\sigma} σ ↦ σ ˉ 从G Z ( p ′ ) \mathscr{G}^{\mathbf{Z}}(p') G Z ( p ′ ) 到群Γ \Gamma Γ 的k k k 自同构(k ′ k' k ′ 定义),通过取G Z ( p ′ ) / G Γ ( p ′ ) \mathscr{G}^{\mathbf{Z}}(p')/\mathscr{G}^{\Gamma}(p') G Z ( p ′ ) / G Γ ( p ′ ) 的同构到 Γ \Gamma Γ 的商。
(*) 在阶中,为了避免与字“正常”的其他含义混淆,我们今后使用项“准伽罗瓦扩展”作为代数、章、V, § 6, no. 2、定义2中定义的项“正常扩张”的同义词。
(i) 如果x ∈ q x \in \mathfrak{q} x ∈ q 则∏ σ ∈ G σ . x ∈ q ′ ∩ A = p ⊂ p ′ \prod_{\sigma \in \mathscr{G}} \sigma.x \in q' \cap A = p \subset p' ∏ σ ∈ G σ . x ∈ q ′ ∩ A = p ⊂ p ′ ;那么存在σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G 使得σ . x ∈ p ′ \sigma.x \in p' σ . x ∈ p ′ ,即x ∈ σ − 1 . q ′ x \in \sigma^{-1}.q' x ∈ σ − 1 . q ′ 。我们结论即q ′ ⊂ ⋃ σ ∈ G s . p ′ q' \subset \bigcup_{\sigma \in \mathscr{G}} \mathfrak{s}.\mathfrak{p}' q ′ ⊂ ⋃ σ ∈ G s . p ′ ,因此(因为G \mathscr{G} G 是有限的且s . p ′ \mathfrak{s}.\mathfrak{p}' s . p ′ 素的)存在σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G 使得q ′ ⊂ s . p ′ \mathfrak{q}' \subset \mathfrak{s}.\mathfrak{p}' q ′ ⊂ s . p ′ (章II, § 1, no. 1,命题2);因为q ′ q' q ′ 和σ . p ′ \sigma.\mathfrak{p}' σ . p ′ 都位于p p p 、q ′ = σ . p ′ q' = \sigma.\mathfrak{p}' q ′ = σ . p ′ 之上(no. 1,推论1到命题1)。
(ii) 要看出k ′ k' k ′ 是k k k 的拟伽罗瓦扩展,只需证明元素x ˉ ∈ A ′ / p ′ \bar{x} \in A'/p' x ˉ ∈ A ′ / p ′ 是k [ X ] k[X] k [ X ] 中的多项式P P P 的根,其所有根都在A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ 中(代数、章 V, § 6, no. 3、推论 3 至命题 9)。现在,让x ∈ A ′ x \in A' x ∈ A ′ 代表类x ˉ \bar{x} x ˉ ;多项式 Q ( X ) = ∏ σ ∈ G ( X − σ . x ) Q(X) = \prod_{\sigma \in \mathscr{G}} (X - \sigma.x) Q ( X ) = ∏ σ ∈ G ( X − σ . x ) 的所有系数都在 A A A 中;令P ( X ) P(X) P ( X ) 为( A / p ) [ X ] (A/p)[X] ( A / p ) [ X ] 中的多项式,其系数为Q Q Q 在典范同态π : A → A / p \pi : A \to A/p π : A → A / p 下的像。由于π \pi π 可以被认为是典范同态π ′ : A ′ → A ′ / p ′ \pi' : A' \to A'/p' π ′ : A ′ → A ′ / p ′ 的限制到A A A ,因此可以看出,P P P 是线性因子X − π ′ ( σ . x ) X - \pi'(\sigma.x) X − π ′ ( σ . x ) 的( A ′ / p ′ ) [ X ] (A'/p')[X] ( A ′ / p ′ ) [ X ] 中的乘积,因此求解自x ˉ = π ′ ( x ) \bar{x} = \pi'(x) x ˉ = π ′ ( x ) 起问题。
显然,对于所有σ ∈ G z \sigma \in \mathscr{G}^z σ ∈ G z ,σ ^ \hat{\sigma} σ ^ 是k ′ k' k ′ 的k k k 自同构;仍然需要验证 σ ↦ σ ^ \sigma \mapsto \hat{\sigma} σ ↦ σ ^ 映射 G z \mathscr{G}^z G z 到 k ′ k' k ′ 的所有 k k k 自同构的群上。让我们写S = A − p S = A - p S = A − p ;由于§ 1, no. 9、命题 23 和关系 S − 1 p ′ ∩ S − 1 A = S − 1 ( A ∩ p ′ ) = S − 1 p S^{-1}p' \cap S^{-1}A = S^{-1}(A \cap p') = S^{-1}p S − 1 p ′ ∩ S − 1 A = S − 1 ( A ∩ p ′ ) = S − 1 p ,k k k 和k ′ k' k ′ 分别不会被替换 A ′ A' A ′ 和p ′ p' p ′ S − 1 A ′ S^{-1}A' S − 1 A ′ 和S − 1 p ′ S^{-1}p' S − 1 p ′ 改变(章11,§ 2, no. 4);从引理 3 可以看出,G z \mathscr{G}^z G z 及其在 k ′ k' k ′ 上的运算都没有改变;因此,我们可以将注意力限制在p p p 最大的情况,在这种情况下,我们知道p ′ p' p ′ 也是最大(no. 1,命题1),因此对于某些x ∈ A ′ x \in A' x ∈ A ′ ,k ′ k' k ′ 的每个元素都是形式π ′ ( x ) \pi'(x) π ′ ( x ) ;从上面可以看出,这样的元素是次数≤ C a r d ( G ) \leq \mathrm{Card}(\mathscr{G}) ≤ Card ( G ) 的k [ X ] k[X] k [ X ] 多项式的根。由于k k k 的每个有限可分扩张都承认一个原语元素(代数,章V, § 7, no. 7,命题12和§ 11, no. 4,命题4),因此可以看出,每个有限可分扩张 k ′ k' k ′ 中包含的k k k 是次数≤ C a r d ( G ) \leq \mathrm{Card}(\mathscr{G}) ≤ Card ( G ) 、从而,因此k ′ k' k ′ 中包含的k k k 中的最大的可分扩张k s ′ k'_s k s ′ (代数, 章 V, § 7, no. 6、命题 11) 为次数 ≤ C a r d ( G ) \leq \mathrm{Card}(\mathscr{G}) ≤ Card ( G ) (代数、章 V, § 3, no. 2、注 2)。令y ∈ A ′ y \in A' y ∈ A ′ 为元素,使得π ′ ( y ) \pi'(y) π ′ ( y ) 是k s ′ k'_s k s ′ 的原语元素。 σ ∈ G − G z \sigma \in \mathscr{G} - \mathscr{G}^z σ ∈ G − G z 的理想σ . p ′ \sigma.p' σ . p ′ 是最大的,并且与 p ′ p' p ′ 相差定义;因此,存在x ∈ A ′ x \in A' x ∈ A ′ ,使得x ≡ y ( m o d p ′ ) x \equiv y \pmod{p'} x ≡ y ( mod p ′ ) 和x ∈ σ − 1 p ′ x \in \sigma^{-1}p' x ∈ σ − 1 p ′ 对应σ ∈ G − G z \sigma \in \mathscr{G} - \mathscr{G}^z σ ∈ G − G z (章11,§ 1, no. 2,命题5)。既然如此,设u u u 是k ′ k' k ′ 的k k k 自同构,并设P ( X ) = ∏ σ ∈ G ( X − π ′ ( σ . x ) ) P(X) = \prod_{\sigma \in \mathscr{G}} (X - \pi'(\sigma.x)) P ( X ) = ∏ σ ∈ G ( X − π ′ ( σ . x )) ;由于π ′ ( x ) \pi'(x) π ′ ( x ) 是P P P 和P ∈ k [ X ] P \in k[X] P ∈ k [ X ] 的根,u ( π ′ ( x ) ) u(\pi'(x)) u ( π ′ ( x )) 也是k ′ k' k ′ 中P P P 的根,因此存在τ ∈ G \tau \in \mathscr{G} τ ∈ G 使得
u ( π ′ ( x ) ) = π ′ ( τ . x ) ;
u(\pi'(x)) = \pi'(\tau.x);
u ( π ′ ( x )) = π ′ ( τ . x ) ;
但是u ( π ′ ( x ) ) ≠ 0 u(\pi'(x)) \neq 0 u ( π ′ ( x )) = 0 ,对于σ ∈ G − G z \sigma \in \mathscr{G} - \mathscr{G}^z σ ∈ G − G z ,σ . x ∈ p ′ \sigma.x \in p' σ . x ∈ p ′ ,因此π ′ ( σ . x ) = 0 \pi'(\sigma.x) = 0 π ′ ( σ . x ) = 0 ;我们结论必然τ ∈ G z \tau \in \mathscr{G}^z τ ∈ G z 。但由于u u u 和τ ~ \tilde{\tau} τ ~ 对于k s ′ k'_s k s ′ 的原语元素π ′ ( y ) = π ′ ( x ) \pi'(y) = \pi'(x) π ′ ( y ) = π ′ ( x ) 具有相同的值,因此它们在k s ′ k'_s k s ′ 上有重合,并且由于k ′ k' k ′ 是k s ′ k'_s k s ′ 的根式扩张,他们在k ′ k' k ′ 上重合。
根据假设和定理2中的记号,令f 1 , f 2 f_1, f_2 f 1 , f 2 为A A A 至域L L L 中的两个同态,且限制至A A A 相同。那么存在 σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G 这样
引用了 2 · 被以下引用 1 引用了 定理 2 , 习题 9, § 2
被以下引用 推论 1
f 2 ( x ) = f 1 ( σ . x )
f_2(x) = f_1(\sigma.x)
f 2 ( x ) = f 1 ( σ . x )
对于所有人 x ∈ A ′ x \in A' x ∈ A ′ 。
设p i ′ p'_i p i ′ 为f i f_i f i (i = 1 , 2 i = 1, 2 i = 1 , 2 )的核,这是A ′ A' A ′ 的素理想; 假设 p 1 ′ ∩ A = p 2 ′ ∩ A p'_1 \cap A = p'_2 \cap A p 1 ′ ∩ A = p 2 ′ ∩ A ,而这个交是A A A 的素理想p p p ;因此存在 τ ∈ G \tau \in \mathscr{G} τ ∈ G 使得 τ . p 2 ′ = p 1 ′ \tau.p'_2 = p'_1 τ . p 2 ′ = p 1 ′ (定理 2 (i)); 替换f 1 f_1 f 1 乘以同态x ↦ f 1 ( τ . x ) x \mapsto f_1(\tau.x) x ↦ f 1 ( τ . x ) ,我们可以假设p 2 ′ = p 1 ′ p'_2 = p'_1 p 2 ′ = p 1 ′ (我们用p ′ p' p ′ 表示的理想)。通过求商,我们可以从f 1 f_1 f 1 和f 2 f_2 f 2 从A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ 到L L L 得出两个单同态f 1 ′ , f 2 ′ f'_1, f'_2 f 1 ′ , f 2 ′ ,因此从域得出扩展到两个单同态f 1 ′ ′ , f 2 ′ ′ f''_1, f''_2 f 1 ′′ , f 2 ′′ 分数k ′ k' k ′ 共A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ 至L L L 。由于 k ′ k' k ′ 是 k k k 的准伽罗瓦扩展,k 1 ′ ′ = f 1 ′ ′ ( k ′ ) k''_1 = f''_1(k') k 1 ′′ = f 1 ′′ ( k ′ ) 和 k 2 ′ ′ = f 2 ′ ′ ( k ′ ) k''_2 = f''_2(k') k 2 ′′ = f 2 ′′ ( k ′ ) 也是如此(k 与 L L L 的子域相同),而且,k 1 ′ ′ k''_1 k 1 ′′ 在 k 2 ′ ′ , k 1 ′ ′ = k 2 ′ ′ k''_2, k''_1 = k''_2 k 2 ′′ , k 1 ′′ = k 2 ′′ 上存在 k 同构(*代数*、章V, § 6、命题6)。因此f 1 ′ ′ ∘ f 2 ′ ′ − 1 f''_1 \circ {f''_2}^{-1} f 1 ′′ ∘ f 2 ′′ − 1 是k ′ k' k ′ 的k-自同构; 定理 2 (ii) 因此,它是形式 6,其中σ ∈ G z ( p ′ ) \sigma \in \mathscr{G}^z(p') σ ∈ G z ( p ′ ) 。特别是,对于所有 x ∈ A ′ x \in A' x ∈ A ′ 元素 f 2 ( x ) f_2(x) f 2 ( x ) 和 f 1 ( σ . x ) f_1(\sigma.x) f 1 ( σ . x ) 都是相等的。
注
(1) 注在定理 2 的假设下,如果k ′ k' k ′ 在k k k (习题 9) 上不可分,则k ′ k' k ′ 可能在k k k 上“无限”。
(2) 显然,如果域 k k k 是*完美*,则 k k k 是 k k k 的 伽罗瓦 扩张。那么它在 k k k 上是有限的。
设A ′ A' A ′ 为环、G \mathscr{G} G 有限群,对G \mathscr{G} G 的不变量的A ′ A' A ′ 、H \mathscr{H} H 子群进行操作,G \mathscr{G} G 、A A A 和B B B 环分别为 H \mathscr{H} H 和 p ′ p' p ′ A A A 的素理想;让我们写 p = A ∩ p ′ p = A \cap p' p = A ∩ p ′ 和 p ( B ) = B ∩ p ′ p(B) = B \cap p' p ( B ) = B ∩ p ′ 。
引用了 13 · 被以下引用 6 引用了 定理 2 , II § 2. 环和模分数 , 命题 11, II § 2 , 命题 23, V § 1 , 引理 3 , 命题 5, V § 1 , 命题 1 , 定理 1 , 命题 10, II § 2 , 命题 2, II § 1 , 命题 2, V § 1 , 推论(克鲁尔), III § 3 , 习题 10, § 2
被以下引用 习题 11, § 2 , 推论 2 , 命题 5 , 推论 4 , 命题 7 , 习题 8, § 8
(i) 要使H \mathscr{H} H 包含在分解群G z ( p ′ ) \mathscr{G}^z(p') G z ( p ′ ) 中,p ′ p' p ′ 是A A A 位于p ( B ) p(B) p ( B ) 之上的唯一素理想,是充分必要的。
(ii) 如果H \mathscr{H} H 包含于G z ( p ′ ) \mathscr{G}^z(p') G z ( p ′ ) ,则满足以下条件 : (a) 环A / p A/p A / p 和B / p ( B ) B/p(B) B / p ( B ) 具有相同的域和分数 。 (b) 局部环B p ( B ) B_{p(B)} B p ( B ) 的最大理想等于p B p ( B ) pB_{p(B)} p B p ( B ) 。
(iii) 进一步假设A ′ A' A ′ 为整环且⋂ n ≥ 0 p n A p ′ = 0 \bigcap_{n \geq 0} p^nA'_p = 0 ⋂ n ≥ 0 p n A p ′ = 0 ;那么条件 (a) 和 (b) & (ii) 意味着 G z ( p ′ ) \mathscr{G}^z(p') G z ( p ′ ) 使 B B B 保持不变元素。
(i) 由定理 2 (i) 可知,位于p ( B ) p(B) p ( B ) 之上的A A A 的素理想是形式 σ . p ′ \sigma.p' σ . p ′ 的理想,其中σ ∈ H \sigma \in \mathscr{H} σ ∈ H ; 从而立即 (i)。
(ii) 我们写S = A − p S = A - p S = A − p ;我们知道S − 1 A ′ S^{-1}A' S − 1 A ′ 中G \mathscr{G} G 和H \mathscr{H} H 的不变量环分别为S − 1 A S^{-1}A S − 1 A 和S − 1 B S^{-1}B S − 1 B (§ 1, no. 9,命题23)和G Z ( S − 1 p ) = G Z ( p ′ ) \mathscr{G}^{\mathbf{Z}}(S^{-1}p) = \mathscr{G}^{\mathbf{Z}}(p') G Z ( S − 1 p ) = G Z ( p ′ ) (引理3);最后S − 1 p ( B ) = S − 1 p ′ ∩ S − 1 B S^{-1}p(B) = S^{-1}p' \cap S^{-1}B S − 1 p ( B ) = S − 1 p ′ ∩ S − 1 B (章II, § 2, no. 4),环S − 1 B S^{-1}B S − 1 B 的素理想S − 1 p ( B ) S^{-1}p(B) S − 1 p ( B ) 的局部环与B p ( B ) B_{p(B)} B p ( B ) 自然同构,其剩余类域与域同构分数 / B / p ( B ) B/p(B) B / p ( B ) (章 II, § 2, no. 5、命题 11)。因此,我们可以证明 (ii) 将我们的注意力限制在 p p p 最大的情况。为建立(a),只需证明
B = A + p ( B )
B = A + p(B)
B = A + p ( B )
因为这将表明域 A / p A/p A / p 和 B / p ( B ) B/p(B) B / p ( B ) 是*自然同构*。到定理 2 时,只有有限数的 A ′ A' A ′ 素理想位于 p p p 之上,到 no. 1 的定理 1 时,至少有一个 A ′ A' A ′ 素理想位于 B B B 的每个素理想之上;这意味着B B B 的素理想只有*有限*数位于p p p 之上;让n j n_j n j (1 ≤ j ≤ r 1 \leq j \leq r 1 ≤ j ≤ r ) 表示这些理想中的≠ p ( B ) \neq p(B) = p ( B ) 。设x x x 为B B B 的元素;由于理想 p ( B ) p(B) p ( B ) 和 n j n_j n j 是最大的 (no. 1, 命题 1),因此存在 y ∈ B y \in B y ∈ B ,使得 y ≡ x y \equiv x y ≡ x (mod. p ( B ) p(B) p ( B ) ) 和 y ∈ n j y \in n_j y ∈ n j 对于 1 ≤ j ≤ r 1 \leq j \leq r 1 ≤ j ≤ r (章 11, § 1, no. 2、命题5)。令y 1 = y , y 2 , … , y q y_1 = y, y_2, \ldots, y_q y 1 = y , y 2 , … , y q 不同于G \mathscr{G} G 下的y y y 轨道元素;显然地
z = y 1 + y 2 + ⋯ + y q ∈ A ,
z = y_1 + y_2 + \cdots + y_q \in A,
z = y 1 + y 2 + ⋯ + y q ∈ A ,
并建立(3),只要证明 y i ∈ p ′ y_i \in p' y i ∈ p ′ 对于 i ≥ 2 i \geq 2 i ≥ 2 就足够了,因为那时我们将从 x ≡ y x \equiv y x ≡ y (模 p ( B ) p(B) p ( B ) )推论出 z − y ∈ p ′ ∩ B = p ( B ) z - y \in p' \cap B = p(B) z − y ∈ p ′ ∩ B = p ( B ) 、从而 x ∈ A + p ( B ) x \in A + p(B) x ∈ A + p ( B ) 。然后令i ≥ 2 i \geq 2 i ≥ 2 和σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G 使得σ . y = y i \sigma.y = y_i σ . y = y i ;我们证明σ − 1 . p ′ \sigma^{-1}.p' σ − 1 . p ′ 不高于p ( B ) p(B) p ( B ) 。否则,将存在τ ∈ H \tau \in \mathscr{H} τ ∈ H 使得σ − 1 . p ′ = τ . p ′ \sigma^{-1}.p' = \tau.p' σ − 1 . p ′ = τ . p ′ (定理2(i)),从而( τ − 1 σ − 1 ) . p ′ = p ′ (\tau^{-1}\sigma^{-1}).p' = p' ( τ − 1 σ − 1 ) . p ′ = p ′ ,在其他字τ − 1 σ − 1 ∈ G Z ⊂ H \tau^{-1}\sigma^{-1} \in \mathscr{G}^{\mathbf{Z}} \subset \mathscr{H} τ − 1 σ − 1 ∈ G Z ⊂ H 由假设,从而σ ∈ H \sigma \in \mathscr{H} σ ∈ H ;但对于y ∈ B y \in B y ∈ B 和σ . y ≠ y \sigma.y \neq y σ . y = y 来说,这是荒谬的。我们结论认为σ − 1 . p ′ \sigma^{-1}.p' σ − 1 . p ′ 高于理想之一n j n_j n j ,并且,正如y ∈ n j y \in n_j y ∈ n j 与构造一样,当然是y ∈ σ − 1 . p ′ y \in \sigma^{-1}.p' y ∈ σ − 1 . p ′ 或y i = σ . y ∈ p ′ y_i = \sigma.y \in p' y i = σ . y ∈ p ′ 。
证明 (b) 足以证明p ( B ) p(B) p ( B ) 包含在理想p B pB pB 相对于p ( B ) p(B) p ( B ) 的*饱和度*q q q 中(章II, § 2, no. 4,命题10);由于 p ( B ) p(B) p ( B ) 不包含在 n j n_j n j (1 ≤ j ≤ r 1 \leq j \leq r 1 ≤ j ≤ r ) 中,因此只需证明
p ( B ) ⊂ q ∪ n 1 ∪ ⋯ ∪ n r
p(B) \subset q \cup n_1 \cup \cdots \cup n_r
p ( B ) ⊂ q ∪ n 1 ∪ ⋯ ∪ n r
通过章 II, § 1, no. 1、命题 2。为此,我们考虑元素 u ∈ p ( B ) u \in p(B) u ∈ p ( B ) 属于到 n j n_j n j (1 ≤ j ≤ r 1 \leq j \leq r 1 ≤ j ≤ r ) (章 11、§ 1, no. 1、命题) 2);令u 1 = u , u 2 , … , u m u_1 = u, u_2, \ldots, u_m u 1 = u , u 2 , … , u m 为G \mathscr{G} G 下u u u 的轨道的不同元素;我们写w = u 1 u 2 … u m , v = u 2 … u m w = u_1u_2 \ldots u_m, v = u_2 \ldots u_m w = u 1 u 2 … u m , v = u 2 … u m ;显然w ∈ A w \in A w ∈ A ;另一方面,如果τ ∈ H \tau \in \mathscr{H} τ ∈ H ,τ . u = u \tau.u = u τ . u = u ,因此对于i ≥ 2 i \geq 2 i ≥ 2 必然是τ . u i ≠ u \tau.u_i \neq u τ . u i = u ,这表明τ . v = v \tau.v = v τ . v = v ,因此v ∈ B v \in B v ∈ B 。可以如(a)的证明所示,如果σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G 是这样的σ . u = u i \sigma.u = u_i σ . u = u i ,其中i ≥ 2 i \geq 2 i ≥ 2 、σ − 1 . p ′ \sigma^{-1}.p' σ − 1 . p ′ 位于n j n_j n j 之一之上,并且如u ∉ n j u \notin n_j u ∈ / n j ,也位于字中的u ∉ σ − 1 . p ′ u \notin \sigma^{-1}.p' u ∈ / σ − 1 . p ′ u i ∉ p ′ u_i \notin p' u i ∈ / p ′ 。我们结论v ∉ p ′ v \notin p' v ∈ / p ′ ,因此v ∉ p ( B ) v \notin p(B) v ∈ / p ( B ) 。另一方面,显然w ∈ p ′ ∩ A = p w \in p' \cap A = p w ∈ p ′ ∩ A = p 和关系w = u v w = uv w = uv 表明u u u 相对于p ( B ) p(B) p ( B ) 处于p B pB pB 的饱和状态,因此成立(4)。
(iii) 假设A ′ A' A ′ 为整环,则(ii)的⋂ n ≥ 0 p n A p ′ = 0 \bigcap_{n \geq 0} p^n A'_p = 0 ⋂ n ≥ 0 p n A p ′ = 0 和条件成立。与(ii)中的记号相同,显然S − 1 A ′ S^{-1}A' S − 1 A ′ 是整环和S − 1 A p ′ = A p ′ S^{-1}A'_p = A'_p S − 1 A p ′ = A p ′ ;因此,可以通过S − 1 A ′ S^{-1}A' S − 1 A ′ 和S − 1 p ′ S^{-1}p' S − 1 p ′ 来替换、A ′ A' A ′ 和p ′ p' p ′ ,在其他字中,还假设理想的p p p 是最大的。假设 (a) 和 (b) 意味着
B p ( B ) = A + p B p ( B )
\mathbf{B}_{p(B)} = A + p \mathbf{B}_{p(B)}
B p ( B ) = A + p B p ( B )
到 n n n 上的归纳,我们推导出所有 n > 0 n > 0 n > 0 都有 B p ( B ) = A + p n B p ( B ) \mathbf{B}_{p(B)} = A + p^n \mathbf{B}_{p(B)} B p ( B ) = A + p n B p ( B ) 。然后令σ \sigma σ 为G Z \mathscr{G}^\mathbf{Z} G Z 的元素,并且x x x 为B B B 的元素。对于所有n > 0 n > 0 n > 0 ,存在a n ∈ A a_n \in A a n ∈ A 使得x − a n ∈ p n B p ( B ) ⊂ p n A p ′ x - a_n \in p^n \mathbf{B}_{p(B)} \subset p^n A'_p x − a n ∈ p n B p ( B ) ⊂ p n A p ′ ;作为σ . a n = a \sigma.a_n = a σ . a n = a 和σ . p ′ = p ′ \sigma.p' = p' σ . p ′ = p ′ ,我们推导出σ . x − x ∈ p n A p ′ \sigma.x - x \in p^n A'_p σ . x − x ∈ p n A p ′ 。由于这个关系对所有n n n 都成立,所以我们从假设得到结论到σ . x = x \sigma.x = x σ . x = x 。
哈克斯
(3) 如果A ′ A' A ′ 是整环且诺特,则条件⋂ n ≥ 1 p n A p ′ = 0 \bigcap_{n \geq 1} p^n A'_p = 0 ⋂ n ≥ 1 p n A p ′ = 0 始终成立(章III, § 3, no. 2,命题5的推论)。可以证明,如果假设A ′ A' A ′ 为整环且A A A 为诺特,则也满足此条件。
(4) 如果p p p 不是A A A 的最大理想,则关系(3)在(ii)的假设下不一定成立,因此即使我们取H = G Z \mathscr{H} = \mathscr{G}^\mathbf{Z} H = G Z 、从而B = A ′ ′ B = A'' B = A ′′ (习题),A / p A/p A / p 和B / p ( B ) B/p(B) B / p ( B ) 也不一定是同构的10)。
假设定理 2 环 A / p A/p A / p 和 A Z / ( p ′ ∩ A Z ) A^\mathbf{Z}/(p' \cap A^\mathbf{Z}) A Z / ( p ′ ∩ A Z ) 具有相同的域分数且局部环 ( A Z ) p ′ ∩ A Z ′ (A^\mathbf{Z})'_{p' \cap A^\mathbf{Z}} ( A Z ) p ′ ∩ A Z ′ 的最大理想由 p p p 生成。
引用了 1 引用了 定理 2
令A ′ A' A ′ 为整环、G \mathscr{G} G 有限群,对G \mathscr{G} G 和p ′ p' p ′ 的不变量A ′ A' A ′ 、A ′ A' A ′ 环进行运算,A ′ A' A ′ 的素理想;令K , K Z K, K^\mathbf{Z} K , K Z 和K K K 分别为A , A Z A, A^\mathbf{Z} A , A Z 和A ′ A' A ′ 的分数域。那么K ′ K' K ′ 是K K K 的伽罗瓦扩张和K K K 包含于K K K 的子域L L L ,这样p ′ p' p ′ 是A ′ A' A ′ 位于理想p ′ ∩ L p' \cap L p ′ ∩ L 之上的唯一素理想的 A ′ ∩ L A' \cap L A ′ ∩ L 正是那些包含 K Z K^\mathbf{Z} K Z 。
引用了 3 · 被以下引用 1 引用了 命题 23, V § 1 , 命题 4 , 定理 3, A V § 10
被以下引用 定义 4
G \mathscr{G} G operates on K ′ K' K ′ and K K K is the field of invariants of G \mathscr{G} G in K ′ K' K ′ (§ 1, no. 9, Proposition 23 applied to S = A − { 0 } S = A - \{0\} S = A − { 0 } ) and similarly K Z K^\mathbf{Z} K Z is the field of invariants of G Z \mathscr{G}^\mathbf{Z} G Z ; by definition K ′ K' K ′ is therefore a Galois extension of K K K . If is the subgroup of G \mathscr{G} G consisting of those σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G leaving invariant the elements of L, to say that L contains K Z K^{\mathbf{Z}} K Z means that H \mathscr{H} H is contained in G Z \mathscr{G}^{\mathbf{Z}} G Z (Algebra, Chapter V, § 10, no. 5, Theorem 3) and, as L is the field of invariants of H \mathscr{H} H in K ′ K' K ′ , A ′ ∩ L A' \cap L A ′ ∩ L is the ring of invariants of H \mathscr{H} H in A ′ A' A ′ ; the second assertion then follows from Proposition 4 (i).
根据推论 2 至命题 4 的假设和记号,如果位于p \mathfrak{p} p 之上的A ′ A' A ′ 素理想数等于[ K ′ : K ] [K':K] [ K ′ : K ] ,则称A A A 的素理想p \mathfrak{p} p 在K ′ K' K ′ 中完全分解。
引用了 1 引用了 推论 2
It amounts to the same to say that, for a prime ideal p ′ \mathfrak{p}' p ′ of A ′ A' A ′ lying over p \mathfrak{p} p , the subgroup G Z ( p ′ ) \mathscr{G}^{\mathbf{Z}}(\mathfrak{p}') G Z ( p ′ ) is equal to the subgroup M \mathscr{M} M leaving invariant all the elements of A ′ A' A ′ , or that A Z ( p ′ ) = A ′ A^{\mathbf{Z}}(\mathfrak{p}') = A' A Z ( p ′ ) = A ′ , or that G / M \mathscr{G}/\mathscr{M} G / M operates faithfully on the set of prime ideals of A ′ A' A ′ lying above p \mathfrak{p} p .
设A ′ A' A ′ 为整环,G \mathscr{G} G 是对A ′ A' A ′ ,A A A 环进行运算的有限交换群,G \mathscr{G} G 的不变量,p \mathfrak{p} p 是A A A 和K K K 的素理想,并且分别为A A A 和A ′ A' A ′ 分数K ′ K' K ′ 域。 那么p \mathfrak{p} p 之上的A ′ A' A ′ 的素理想都有相同的分解环A Z A^{\mathbf{Z}} A Z ,分数K Z K^{\mathbf{Z}} K Z 的域和A Z A^{\mathbf{Z}} A Z 的最大的中间域 K K K 和K ′ K' K ′ ,其中p \mathfrak{p} p 完全分解。
引用了 1 引用了 定理 2
如果p ′ \mathfrak{p}' p ′ 是位于p \mathfrak{p} p 之上的A ′ A' A ′ 的素理想,则G Z ( σ . p ′ ) = G Z ( p ′ ) \mathscr{G}^{\mathbf{Z}}(\sigma.\mathfrak{p}') = \mathscr{G}^{\mathbf{Z}}(\mathfrak{p}') G Z ( σ . p ′ ) = G Z ( p ′ ) ,因为G \mathscr{G} G 是可交换的(公式 (2)),因此(定理 2 (i))位于p \mathfrak{p} p 之上的A ′ A' A ′ 的所有素理想具有相同的性质分解群 G Z \mathscr{G}^{\mathbf{Z}} G Z ,因此相同的分解环 A Z A^{\mathbf{Z}} A Z ;他们的数是( G : G Z ) (\mathscr{G}:\mathscr{G}^{\mathbf{Z}}) ( G : G Z ) 。令L为K与K ′ K' K ′ 之间的中间域,并令H \mathscr{H} H 为G \mathscr{G} G 的子群,留下L的不变式元素; p ′ \mathfrak{p}' p ′ 相对于H \mathscr{H} H 的分解群为G Z ∩ H \mathscr{G}^{\mathbf{Z}} \cap \mathscr{H} G Z ∩ H ;由于A ′ ∩ L A' \cap L A ′ ∩ L 是A ′ A' A ′ 中H \mathscr{H} H 不变量的环,位于p ′ ∩ L \mathfrak{p}' \cap L p ′ ∩ L 之上的A ′ A' A ′ 素理想的数是( H : ( G Z ∩ H ) ) = ( H G Z : G Z ) (\mathscr{H}:(\mathscr{G}^{\mathbf{Z}} \cap \mathscr{H})) = (\mathscr{H}\mathscr{G}^{\mathbf{Z}}:\mathscr{G}^{\mathbf{Z}}) ( H : ( G Z ∩ H )) = ( H G Z : G Z ) (因为G \mathscr{G} G 是可交换的)。因此,位于p \mathfrak{p} p 之上的A ′ ∩ L A' \cap L A ′ ∩ L 素理想的数是( G : H G Z ) (\mathscr{G}:\mathscr{H}\mathscr{G}^{\mathbf{Z}}) ( G : H G Z ) 。为了使p \mathfrak{p} p 在L中完全分解,( G : H G Z ) = [ L : K ] = ( G : H ) (\mathscr{G}:\mathscr{H}\mathscr{G}^{\mathbf{Z}}) = [L:K] = (\mathscr{G}:\mathscr{H}) ( G : H G Z ) = [ L : K ] = ( G : H ) 是必要且充分的,并且,作为H ⊂ H G Z \mathscr{H} \subset \mathscr{H}\mathscr{G}^{\mathbf{Z}} H ⊂ H G Z ,这相当于H G Z = H \mathscr{H}\mathscr{G}^{\mathbf{Z}} = \mathscr{H} H G Z = H ,或者还相当于G Z ⊂ H \mathscr{G}^{\mathbf{Z}} \subset \mathscr{H} G Z ⊂ H ,最后相当于L ⊂ K Z L \subset K^{\mathbf{Z}} L ⊂ K Z 。
如在命题 4 中,这可以简化为p \mathfrak{p} p 是A A A 的最大理想,这意味着p ′ \mathfrak{p}' p ′ 、p ′ ∩ A Z \mathfrak{p}' \cap A^{\mathbf{Z}} p ′ ∩ A Z 和p ′ ∩ A T \mathfrak{p}' \cap A^T p ′ ∩ A T 分别在A ′ A' A ′ 、A Z A^{\mathbf{Z}} A Z 和A T A^T A T 中最大(no. 1, 命题1)。
对于所有x ∈ A ′ x \in A' x ∈ A ′ ,多项式P ( X ) = ∏ σ ∈ G T ( X − σ . x ) P(X) = \prod_{\sigma \in \mathscr{G}^T} (X - \sigma.x) P ( X ) = ∏ σ ∈ G T ( X − σ . x ) 的惯性系数为环A T A^T A T ,并且通过G T \mathscr{G}^T G T 的定义,A ′ A' A ′ 中的所有根都是同余模。 p ′ \mathfrak{p}' p ′ ; A T / ( p ′ ∩ A T ) A^T/(\mathfrak{p}' \cap A^T) A T / ( p ′ ∩ A T ) 上的多项式π ′ ( P ) \pi'(P) π ′ ( P ) 其系数是P在同态π ′ : A ′ → A ′ / p ′ \pi':A' \to A'/\mathfrak{p}' π ′ : A ′ → A ′ / p ′ 下的系数的典范像,因此A ′ / p ′ A'/\mathfrak{p}' A ′ / p ′ 中的所有根等于x x x 的像,这表明k ′ k' k ′ 是根式扩张 / k T k^T k T ; 从而k s ′ ⊂ k T k'_s \subset k^T k s ′ ⊂ k T ,因为k s ′ k'_s k s ′ 的每个元素都可以在k上分离,而更不必说在k T k^T k T 上可分离。
我们知道k s ′ k'_s k s ′ 是k的伽罗瓦扩张(代数,章V, § 10, no. 9,命题14),并且从定理2可以得出它的伽罗瓦群与G ′ = G z / G T \mathscr{G}' = \mathscr{G}^z / \mathscr{G}^T G ′ = G z / G T 同构的。由于k T k^T k T 是k s ′ k'_s k s ′ 的根扩张,k T k^T k T 是k的拟伽罗瓦扩展,并且k T k^T k T 的次数在k上的可分因子是q = ( G z : G T ) q = (\mathscr{G}^z : \mathscr{G}^T ) q = ( G z : G T ) 。仍有待观察k T k^T k T 是k的可分扩张。我们在上面看到,G ′ \mathscr{G}' G ′ 与A T A^T A T 的自同构群等同,而A z A^z A z 是G ′ \mathscr{G}' G ′ 的不变量的环。如果x ∈ A T x \in A^T x ∈ A T ,则多项式Q ( X ) = ∏ σ ′ ∈ G ′ ( X − σ ′ ( x ) ) Q(X) = \prod_{\sigma' \in \mathscr{G}'} (X - \sigma'(x)) Q ( X ) = ∏ σ ′ ∈ G ′ ( X − σ ′ ( x )) 的系数在A z A^z A z 中; A z / ( p ′ ∩ A z ) A^z / (p' \cap A^z) A z / ( p ′ ∩ A z ) 上 Q 在 π ′ \pi' π ′ 下的系数为像的多项式为次数 q q q ,并且有根 π ′ ( x ) ∈ A T / ( p ′ ∩ A T ) \pi'(x) \in A^T / (p' \cap A^T ) π ′ ( x ) ∈ A T / ( p ′ ∩ A T ) 。由于A z / ( p ′ ∩ A z ) = k A^z / (p' \cap A^z) = k A z / ( p ′ ∩ A z ) = k 乘以命题 4 (ii),我们看到k T k^T k T 的每个元素都是超过k的次数≤ q \leq q ≤ q 。
既然如此,令k为k k k 的拟伽罗瓦扩展k T k^T k T 的k-自同构群的不变量域;然后[ k T : k 1 ] = q [k^T : k_1] = q [ k T : k 1 ] = q (代数,章V, § 10, no. 9,命题14)。设u u u 是k T k^T k T 在k 1 k_1 k 1 上的原语元素;由于它在 k 上具有次数 q q q ,并且在 k 上具有次数 ≤ q \leq q ≤ q ,因此它在 k 上具有次数 q q q 及其在 k 上的最小多项式,其系数为 k k k ;这表明 u u u 在 k 上是可分的。另一方面,对于所有v ∈ k 1 v \in k_1 v ∈ k 1 ,存在特征指数p的幂p ′ p' p ′ 使得v p ′ ∈ k v^{p'} \in k v p ′ ∈ k 。我们结论k ( u − v ) k(u - v) k ( u − v ) ,其中包含
( u − v ) p ′ = u p ′ − v p ′ ,
(u - v)^{p'} = u^{p'} - v^{p'},
( u − v ) p ′ = u p ′ − v p ′ , 包含
u p ′ u^{p'} u p ′ ,因而
k ( u p ′ ) k(u^{p'}) k ( u p ′ ) 。但由于
u u u 可以在
k k k 、
k ( u ) = k ( u p ′ ) k(u) = k(u^{p'}) k ( u ) = k ( u p ′ ) (代数、章 V, § 8, no. 3、命题 4)、从而
k ( u ) ⊂ k ( u − v ) k(u) \subset k(u - v) k ( u ) ⊂ k ( u − v ) 上分离。由于
u u u 在k上是次数
q q q 并且
u − v u - v u − v 是次数
≤ q \leq q ≤ q ,因而
k ( u ) = k ( u − v ) k(u) = k(u - v) k ( u ) = k ( u − v ) ,从而
v ∈ k ( u ) v \in k(u) v ∈ k ( u ) 。这表明
v v v 在 k 上可分离,因而
k 1 = k k_1 = k k 1 = k 和
k T k^T k T 在
k k k 上可分离。
如果惯性群G T ( p ′ ) \mathscr{G}^T(p') G T ( p ′ ) 的阶与k的特征指数p互质,则域k ′ k' k ′ 就是k的伽罗瓦扩张。
引用了 1 引用了 命题 5
当记号为证明为命题5时,多项式π ′ ( P ) \pi'(P) π ′ ( P ) 在k T = k s ′ k^T = k'_s k T = k s ′ 中有系数,并且其所有根等于π ′ ( x ) \pi'(x) π ′ ( x ) ;我们立即推断出π ′ ( P ) \pi'(P) π ′ ( P ) 是π ′ ( x ) \pi'(x) π ′ ( x ) 在k s ′ k'_s k s ′ 上的最小多项式的幂;但后者的次数等于p的幂,因而,由于π ′ ( P ) \pi'(P) π ′ ( P ) 的次数等于G T \mathscr{G}^T G T 的阶,假设意味着π ′ ( x ) ∈ k s ′ \pi'(x) \in k'_s π ′ ( x ) ∈ k s ′ ,而其他字k s ′ = k ′ k'_s = k' k s ′ = k ′ 。
3. 分解和积分闭域的惯性
设 A 为积分闭域,K 为分数的域,p 为 K 的特征指数,K' 为 K 的基数扩张,A' 为 K' 包含 A 的子环,并在 A 上积分。对于 A 的每个素理想 p,都存在一个唯一的素理想* p' A ′ A' A ′ 位于p p p 和p ′ p' p ′ 之上的是x ∈ A ′ x \in A' x ∈ A ′ 的集合,因此存在整数m ≥ 0 m \geq 0 m ≥ 0 ,其中x p m ∈ p x^{p^m} \in p x p m ∈ p 。
引用了 1 · 被以下引用 2 引用了 定理 1
被以下引用 定义 5 , 命题 6
p ′ p' p ′ 的存在源自no. 1、定理 1。如果x ∈ p ′ x \in p' x ∈ p ′ ,则存在m ≥ 0 m \geq 0 m ≥ 0 ,使得x p m ∈ K x^{p^m} \in K x p m ∈ K 、从而 x p m ∈ A x^{p^m} \in A x p m ∈ A ,因为A A A 是积分闭集,因此x p m ∈ p ′ ∩ A = p x^{p^m} \in p' \cap A = p x p m ∈ p ′ ∩ A = p 。相反,如果 x ∈ A ′ x \in A' x ∈ A ′ 满足 x p m ∈ p ⊂ p ′ x^{p^m} \in p \subset p' x p m ∈ p ⊂ p ′ ,则 x ∈ p x \in p x ∈ p ,因为 p ′ p' p ′ 是素数。
令A A A 是一个整闭域,K K K 是分数的域,K ′ K' K ′ 是K K K 的准伽罗瓦扩展,A ′ A' A ′ 是A A A 在K ′ K' K ′ 的整闭域。然后:
引用了 4 · 被以下引用 7 引用了 定理 2 , 推论, V § 1 , 命题 7, V § 1 , 引理 4
被以下引用 定义 5 , 注 (2) , 推论 1 , 推论 2 , 命题 7 , 定理 3 , 推论 4, VI § 8
(i) 对于A A A 的每个素理想p p p ,K K K 的群G \mathscr{G} G ,K ′ K' K ′ 的自同构可传递地作用于位于p p p 之上的A ′ A' A ′ 素理想的集合。
(ii) For every prime ideal p ′ p' p ′ of A ′ A' A ′ , the field of fractions k ′ k' k ′ of A ′ / p ′ A'/p' A ′ / p ′ is a quasi-Galois extension of the field of fractions k k k of A / ( A ∩ p ′ ) A/(A \cap p') A / ( A ∩ p ′ ) and the canonical homomorphism σ ↦ σ ~ \sigma \mapsto \tilde{\sigma} σ ↦ σ ~ from G Z ( p ′ ) \mathscr{G}^Z(p') G Z ( p ′ ) to the group Γ \Gamma Γ of k k k -automorphisms of k ′ k' k ′ defines, by taking the quotient, a bijection of G Z ( p ′ ) / G T ( p ′ ) \mathscr{G}^Z(p')/\mathscr{G}^T(p') G Z ( p ′ ) / G T ( p ′ ) onto Γ \Gamma Γ .
(A) 首先假设K ′ K' K ′ 是K K K 的ajinite伽罗瓦扩张。那么A = A ∩ K A = A \cap K A = A ∩ K ,因为A A A 是积分闭的,因此A A A 是G \mathscr{G} G 在A ′ A' A ′ 中的不变量的环。由于 G \mathscr{G} G 是有限的,在这种情况下,命题由 no. 2、定理 2 得出。
(B) 其次假设K ′ K' K ′ 是K K K 中的任意伽罗瓦扩张。 那么K ′ K' K ′ 就是K K K 的有限伽罗瓦扩张的右有向族( K α ) α ∈ I (K_\alpha)_{\alpha \in I} ( K α ) α ∈ I 的并。 为了证明 (i),请考虑位于 p p p 之上的 A ′ A' A ′ 的两个素理想 p ′ , q ′ p', q' p ′ , q ′ 。 对于所有α ∈ I \alpha \in I α ∈ I ,p ′ ∩ K α p' \cap K_\alpha p ′ ∩ K α 和q ′ ∩ K α q' \cap K_\alpha q ′ ∩ K α 是A ∩ K α A \cap K_\alpha A ∩ K α 的两个素理想,位于p p p 之上。 由于A ′ ∩ K α A' \cap K_\alpha A ′ ∩ K α 是K α K_\alpha K α 中A A A 的整体闭包,以及G \mathscr{G} G 形式群的元素的限制到K α K_\alpha K α -K K K 的K K K 自同构,因此从case可以得出(A) 存在σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G 使得( σ . ( p ′ ∩ K α ) ) = q ′ ∩ K α (\sigma.(p' \cap K_\alpha)) = q' \cap K_\alpha ( σ . ( p ′ ∩ K α )) = q ′ ∩ K α 。 令E α \mathscr{E}_\alpha E α 为具有上述性质的σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G 的集合。 设 σ ∈ G − 8 \sigma \in \mathscr{G} - 8 σ ∈ G − 8 ;那么,对于所有τ ∈ G \tau \in \mathscr{G} τ ∈ G ,留下K α K_\alpha K α 的不变元素,(QT) ( σ . ( p ′ ∩ K α ) ) = ϱ . ( p ′ ∩ K α ) ≠ q ′ ∩ K α (\sigma.(p' \cap K_\alpha)) = \varrho.(p' \cap K_\alpha) \neq q' \cap K_\alpha ( σ . ( p ′ ∩ K α )) = ϱ . ( p ′ ∩ K α ) = q ′ ∩ K α ,因此σ τ ∈ G − b \sigma \tau \in \mathscr{G} - b σ τ ∈ G − b 。 由此可见,E α \mathscr{E}_\alpha E α 在拓扑伽罗瓦群 G \mathscr{G} G (代数、章 V、附录 11、no. 1)中是封闭的,并且显然族 ( E α ) α ∈ I (\mathscr{E}_\alpha)_{\alpha \in I} ( E α ) α ∈ I 是左有向的。 由于 G \mathscr{G} G 是紧致的(如前所述,no. 2、命题 3)且 E α \mathscr{E}_\alpha E α 非空,因此 ( 8 , ) (8,) ( 8 , ) 族的交 E \mathscr{E} E 非空,σ . p ′ = q ′ \sigma.p' = q' σ . p ′ = q ′ 对于所有 σ ∈ E \sigma \in \mathscr{E} σ ∈ E 、从而 (一).
为了证明(ii),注k ′ k' k ′ 是右有向族( k α ) α ∈ I (k_\alpha)_{\alpha \in I} ( k α ) α ∈ I 的并,其中k α k_\alpha k α 是( A ′ ∩ K α ) / ( p ′ ∩ K α ) (A' \cap K_\alpha)/(p' \cap K_\alpha) ( A ′ ∩ K α ) / ( p ′ ∩ K α ) 的分数的域。由于每个 k α k_\alpha k α 都是 k k k 通过 (A) 的准伽罗瓦扩展,因此 k ′ k' k ′ (代数, 章 V, § 6, no. 3, 命题 8)。另一方面,令u u u 为k ′ k' k ′ 的k k k 自同构,并令π ′ : A ′ → A ′ / p ′ \pi': A' \to A'/p' π ′ : A ′ → A ′ / p ′ 为典范同态。由于no. 2、定理 2 应用于A ′ ∩ K α A' \cap K_\alpha A ′ ∩ K α ,对于所有α \alpha α ,存在元素σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G 的非空集合F α F_\alpha F α ,使得对于所有x ∈ A ′ ∩ K α x \in A' \cap K_\alpha x ∈ A ′ ∩ K α ,σ . ( p ′ ∩ K α ) = p ′ ∩ K α \sigma.(p' \cap K_\alpha) = p' \cap K_\alpha σ . ( p ′ ∩ K α ) = p ′ ∩ K α 和u ( π ′ ( x ) ) = π ′ ( σ . x ) u(\pi'(x)) = \pi'(\sigma.x) u ( π ′ ( x )) = π ′ ( σ . x ) 。从上面可以看出,F α \mathscr{F}_\alpha F α 在G \mathscr{G} G 是闭的,并且由于( F α ) (\mathscr{F}_\alpha) ( F α ) 是左有向集合,所以它的交F \mathscr{F} F 非空。显然,对于 α ∈ F \alpha \in \mathscr{F} α ∈ F 、α ∈ G Z ( p ′ ) \alpha \in \mathscr{G}^\mathbf{Z}(p') α ∈ G Z ( p ′ ) 和 σ ~ = u \tilde{\sigma} = u σ ~ = u ,在本例中完成了 (ii) 的证明。
(C) 一般护理 。 G \mathscr{G} G 的不变量K 1 K_1 K 1 的域是K K K 的根式扩张 (代数 , 章 V, § 10, no. 9, 命题 14);因此,存在一个位于p p p (引理 4)之上的A 1 = A ′ ∩ K 1 A_1 = A' \cap K_1 A 1 = A ′ ∩ K 1 的单一素理想p 1 p_1 p 1 。如果p ′ p' p ′ 和q ′ q' q ′ 是A ′ A' A ′ 位于p p p 之上的两个素理想,那么它们位于p 1 p_1 p 1 之上;由于K ′ K' K ′ 是K K K 的伽罗瓦扩张,并且A ′ ∩ K A' \cap K A ′ ∩ K 是积分闭的(§ 1, no. 2、命题7和命题8的推论),从(B)可以得出,存在σ ∈ G \sigma \in \mathscr{G} σ ∈ G 使得( 1. p ′ = q ′ (1.p' = q' ( 1. p ′ = q ′ ; 从而(一)。另一方面,显然分数k k k 、A 1 / p 1 A_1/p_1 A 1 / p 1 的域是k k k 的根扩张(A是整闭的);因为k ′ k' k ′ 是k k k 的拟伽罗瓦扩展,由(B)可知,k ′ k' k ′ 是k k k 的拟伽罗瓦扩展,k ′ k' k ′ 的k ′ k' k ′ 到代数闭扩张的每个k k k 同构是k 1 k_1 k 1 -同构。最后的注还表明,考虑到(B),k ′ k' k ′ 的每个k k k 自同构都是形式σ ~ \tilde{\sigma} σ ~ ,其中α ∈ G Z ( p ′ ) \alpha \in \mathscr{G}^\mathbf{Z}(p') α ∈ G Z ( p ′ ) ,它完成了(ii)的证明。
注
(2) Suppose that K K K is a Galois extension of K K K and let us keep the notation of the proof of Proposition 6; for all a a a let G a Z \mathscr{G}_a^\mathbf{Z} G a Z (resp. G a T \mathscr{G}_a^\mathbf{T} G a T ) be the subgroup of G \mathscr{G} G consisting of the σ \sigma σ whose restriction to A ′ ∩ K A' \cap K A ′ ∩ K , belongs to G Z ( p ′ ∩ K α ) \mathscr{G}^\mathbf{Z}(p' \cap K_\alpha) G Z ( p ′ ∩ K α ) (resp. G T ( p ′ ∩ K α ) \mathscr{G}^\mathbf{T}(p' \cap K_\alpha) G T ( p ′ ∩ K α ) ). 命题 6 的证明表明这些子群在 G \mathscr{G} G 中*封闭*,并且
G Z ( p ′ ) = ⋂ a G a Z and G T ( p ′ ) = ⋂ a G a T .
\mathscr{G}^\mathbf{Z}(p') = \bigcap_a \mathscr{G}_a^\mathbf{Z} \quad \text{and} \quad \mathscr{G}^\mathbf{T}(p') = \bigcap_a \mathscr{G}_a^\mathbf{T}.
G Z ( p ′ ) = a ⋂ G a Z and G T ( p ′ ) = a ⋂ G a T . 此外,限制到
A ′ ∩ K A' \cap K A ′ ∩ K 的集合,
G \mathscr{G} G (或
G a T \mathscr{G}_a^\mathbf{T} G a T )的元素是群
G Z ( p ′ ∩ K α ) \mathscr{G}^\mathbf{Z}(p' \cap K_\alpha) G Z ( p ′ ∩ K α ) (或
G T ( p ′ ∩ K α ) \mathscr{G}^\mathbf{T}(p' \cap K_\alpha) G T ( p ′ ∩ K α ) )的整体,每个
K K K 自同构
K K K ,延伸至
G \mathscr{G} G 的元素。
With the same hypotheses, the ring A Z ( p ′ ) A^\mathbf{Z}(p') A Z ( p ′ ) (resp. A T ( p ′ ) A^\mathbf{T}(p') A T ( p ′ ) ) is the union of the directed family of the A Z ( p ′ ∩ K α ) A^\mathbf{Z}(p' \cap K_\alpha) A Z ( p ′ ∩ K α ) (resp. A T ( p ′ ∩ K α ) A^\mathbf{T}(p' \cap K_\alpha) A T ( p ′ ∩ K α ) ); in fact, every x ∈ A Z ( p ′ ) x \in A^\mathbf{Z}(p') x ∈ A Z ( p ′ ) (resp. every x ∈ A T ( p ′ ) x \in A^\mathbf{T}(p') x ∈ A T ( p ′ ) ) belongs to one of the K K K , and by the above there exists a β \beta β such that K α ⊂ K β K_\alpha \subset K_\beta K α ⊂ K β and the restrictions to A ′ ∩ K A' \cap K A ′ ∩ K , of the elements of G Z ( p ′ ) \mathscr{G}^\mathbf{Z}(p') G Z ( p ′ ) (resp. G T ( p ′ ) \mathscr{G}^\mathbf{T}(p') G T ( p ′ ) ) are the same as the restrictions to A ′ ∩ K A' \cap K A ′ ∩ K , of the elements of G Z ( p ′ ∩ K β ) \mathscr{G}^\mathbf{Z}(p' \cap K_\beta) G Z ( p ′ ∩ K β ) (resp. G T ( p ′ ∩ K β ) \mathscr{G}^\mathbf{T}(p' \cap K_\beta) G T ( p ′ ∩ K β ) ), the groups G Z ( p ′ ∩ K α ) \mathscr{G}^\mathbf{Z}(p' \cap K_\alpha) G Z ( p ′ ∩ K α ) and G T ( p ′ ∩ K β ) \mathscr{G}^\mathbf{T}(p' \cap K_\beta) G T ( p ′ ∩ K β ) being finite; hence x x x belongs to A Z ( p ′ ∩ K β ) A^\mathbf{Z}(p' \cap K_\beta) A Z ( p ′ ∩ K β ) (resp. A T ( p ′ ∩ K β ) A^\mathbf{T}(p' \cap K_\beta) A T ( p ′ ∩ K β ) ).
在命题6的假设下,令f为从A到域L的同态,而g_1、g_2为从A'到L的两个同态,其中扩展f。那么存在一个 K-自同构 σ ∈ K ′ \sigma \in K' σ ∈ K ′ 使得 g 1 = g 2 ∘ σ g_1 = g_2 \circ \sigma g 1 = g 2 ∘ σ .
引用了 2 · 被以下引用 1 引用了 命题 6 , 推论
被以下引用 命题 7, VI § 8
从命题 6 开始的证明与从后者开始到定理 2 的推论相同。
设 A 为积分闭域,K 为分数的域,K' 为 K 的有限代数扩张,A' 为 K' 包含 A 的子环以及 A 上的积分。
引用了 2 · 被以下引用 1 引用了 命题 6 , 定理 1
被以下引用 推论 3
(i) 对于位于p \mathfrak{p} p 之上的A ′ A' A ′ 素理想的A A A 集合的每个素理想p \mathfrak{p} p 都是有限的。 (ii) 如果p ′ \mathfrak{p}' p ′ 是位于p \mathfrak{p} p 之上的A ′ A' A ′ 的素理想,A ′ / p ′ A'/\mathfrak{p}' A ′ / p ′ 的每个元素都是次数≤ [ K ′ : K ] \leq [\mathbf{K}':\mathbf{K}] ≤ [ K ′ : K ] 超过A / p A/\mathfrak{p} A / p 的分数的域。
(i) 设K ′ ′ K'' K ′′ 为K ′ K' K ′ 的代数闭包中K ′ K' K ′ 生成的K K K 的拟伽罗瓦扩展,A ′ ′ A'' A ′′ 为K ′ ′ K'' K ′′ 中A A A 的积分闭包。 域K ′ ′ K'' K ′′ 是K K K 的有限扩张(代数,章V, § 6, no. 3,推论1到命题9),因此其K K K 自同构的群是有限的;由此可见,位于p \mathfrak{p} p 之上的A ′ ′ A'' A ′′ 素理想的集合是有限的(命题 6 (i))。 另一方面,由于A ′ ′ A'' A ′′ 是A A A 的积分,因此位于p \mathfrak{p} p 上方的A ′ ′ A'' A ′′ 素理想的集合的映射p ′ ′ ↦ p ′ ′ ∩ A ′ \mathfrak{p}'' \mapsto \mathfrak{p}'' \cap A' p ′′ ↦ p ′′ ∩ A ′ 位于x x x 上方的A ′ A' A ′ 素理想到集合是满射(no. 1,定理1)。
(ii) 任意元素 x ′ ∈ A ′ x' \in A' x ′ ∈ A ′ 属于到 A A A 的最小多项式(超过 K K K )的系数(§ 1 § 1 §1 、no. 3,命题 10 的推论);将应用典范同态π ′ : A ′ → A ′ / p ′ \pi': A' \to A'/\mathfrak{p}' π ′ : A ′ → A ′ / p ′ 代入该多项式的系数,对于类模,可得到A / p A/\mathfrak{p} A / p 和次数≤ [ K ′ : K ] \leq [\mathbf{K}':\mathbf{K}] ≤ [ K ′ : K ] 系数的积分相关方程。 p ′ \mathfrak{p}' p ′ / x x x ; 从而结论。
根据推论2的假设和记号,如果A A A 是半局部的,A ′ A' A ′ 也是半局部的。
引用了 2 引用了 推论 2 , 命题 1
对于A ′ A' A ′ 的每个最大理想m ′ m' m ′ ,m ′ ∩ A m' \cap A m ′ ∩ A 是A A A 的最大理想(no. 1,命题1);然后从推论 2 得出推论,因为 A A A 的最大理想的假设集合是有限的。
Let A A A be an integrally closed domain, K K K its field of fractions, K K K a Galois extension of K K K , A ′ A' A ′ the integral closure of A A A in K ′ K' K ′ , p ′ \mathfrak{p}' p ′ a prime ideal of A A A , p = A ∩ p ′ \mathfrak{p} = A \cap \mathfrak{p}' p = A ∩ p ′ and k k k and k ′ k' k ′ the fields of fractions of A / p A/\mathfrak{p} A / p and A ′ / p ′ A'/\mathfrak{p}' A ′ / p ′ respectively. 然后:
引用了 3 · 被以下引用 1 引用了 注 (2) , 命题 4 , 命题 5
被以下引用 定义 5
(i) A Z / ( p ′ ∩ A Z ) A^{\mathbf{Z}}/(\mathfrak{p}' \cap A^{\mathbf{Z}}) A Z / ( p ′ ∩ A Z ) 的分数的域等于k k k ,A Z A^{\mathbf{Z}} A Z 的局部环相对于p ′ ∩ A Z \mathfrak{p}' \cap A^{\mathbf{Z}} p ′ ∩ A Z 的最大理想由p \mathfrak{p} p 生成。
(ii) A T / ( p ′ ∩ A T ) A^T/(\mathfrak{p}' \cap A^T) A T / ( p ′ ∩ A T ) 的分数k T k^T k T 中的域是k ′ k' k ′ 中包含的k k k 中的最大的可分扩张。
环A A A 是K ′ K' K ′ 伽罗瓦群A ′ A' A ′ 超过K K K 的不变量环;如果 K ′ K' K ′ 的有限次数大于 K K K ,则从命题 4 和 5 of no. 2 得出推论。现在考虑一般情况,K ′ K' K ′ 因此是K K K 的有限伽罗瓦扩张的右有向集合( K i ) (K_i) ( K i ) 的并。然后:
(i) 如果x , y x, y x , y 是A Z A^{\mathbf{Z}} A Z 的两个元素,其中y ∉ p ′ y \notin \mathfrak{p}' y ∈ / p ′ ,则存在指标α \alpha α 使得x x x 和y y y 属于到A Z ( p ′ ∩ K α ) A^{\mathbf{Z}}(\mathfrak{p}' \cap K_{\alpha}) A Z ( p ′ ∩ K α ) (注) 2);通过no. 2的命题 4,A A A 中有x 0 , y 0 x_0, y_0 x 0 , y 0 和y 0 ∉ p ′ y_0 \notin \mathfrak{p}' y 0 ∈ / p ′ ,使得x y 0 − x 0 y ∈ p ′ xy_0 - x_0y \in \mathfrak{p}' x y 0 − x 0 y ∈ p ′ ,这证明了(i)的第一个断言;如果进一步x ∈ p ′ x \in \mathfrak{p}' x ∈ p ′ ,我们可以假设y 0 y_0 y 0 满足
x y 0 ∈ p A Z ( p ′ ∩ K α ) ⊂ p A Z ( p ′ ) ,
xy_0 \in \mathfrak{p}A^{\mathbf{Z}}(\mathfrak{p}' \cap K_{\alpha}) \subset \mathfrak{p}A^{\mathbf{Z}}(\mathfrak{p}'),
x y 0 ∈ p A Z ( p ′ ∩ K α ) ⊂ p A Z ( p ′ ) , 这就证明了(i)的第二个断言。
(ii) 现在假设x ∈ A T x \in A^T x ∈ A T ;存在α \alpha α 使得no. 2的x ∈ A T ( p ′ ∩ K α ) x \in A^T(p' \cap K_\alpha) x ∈ A T ( p ′ ∩ K α ) (注2)和命题5表明x m o d . ( p ′ ∩ K α ∩ A T ) x \mod.(p' \cap K_\alpha \cap A^T) x mod . ( p ′ ∩ K α ∩ A T ) 的类x ˉ \bar{x} x ˉ 是代数且在k k k 上可分; 更不必说 类 m o d . ( p ′ ∩ A T ) \mod.(p' \cap A^T) mod . ( p ′ ∩ A T ) 或 x x x 在 k k k 上可分;要完成推论的证明,只需证明k ′ k' k ′ 是k T k^T k T 的*根式*扩张即可。现在,k ′ k' k ′ 是环( A ′ ∩ K α ) / ( p ′ ∩ K α ) (A' \cap K_\alpha)/(p' \cap K_\alpha) ( A ′ ∩ K α ) / ( p ′ ∩ K α ) 分数k α k_\alpha k α 域的右有向族的并。因此,从命题 5 可以得出,如果 k ′ k' k ′ 属于的元素到 k k k ,则它是分数的域的根
A T ( p ′ ∩ K α ) / ( p ′ ∩ A T ( p ′ ∩ K α ) )
A^T(p' \cap K_\alpha)/(p' \cap A^T(p' \cap K_\alpha))
A T ( p ′ ∩ K α ) / ( p ′ ∩ A T ( p ′ ∩ K α ))
和*更不必说*超过k T k^T k T (凭借注2)。
根据命题 6 的假设和记号,域 K ′ K' K ′ 中群 G Z ( p ′ ) G^Z(p') G Z ( p ′ ) (G T ( p ′ ) G^T(p') G T ( p ′ ) )的不变量K Z ( p ′ ) K^Z(p') K Z ( p ′ ) (K T ( p ′ ) K^T(p') K T ( p ′ ) )域被称为 p ′ p' p ′ 相对于 K K K * 的分解域*(或 惯性域 )*。
我们还写 K Z K^Z K Z (或 K T K^T K T )来代替 K Z ( p ′ ) K^Z(p') K Z ( p ′ ) (或 K T ( p ′ ) K^T(p') K T ( p ′ ) )。从 § 1, no. 9、命题 23 可以得出,K Z K^Z K Z (分别为 K T K^T K T )是环 A Z A^Z A Z (分别为 A T A^T A T )的分数* 的域 *; A Z A^Z A Z (或A T A^T A T )是A A A 在K Z K^Z K Z (或K T K^T K T )中的积分闭包。
注
引用了 5 引用了 命题 6 , 命题 23, V § 1 , 推论 4 , 引理 4 , 定理 2
(3) 根据命题 6 的推论 4 的条件,并假设[ K ′ : K ] [K':K] [ K ′ : K ] 是*有限*,位于p p p 之上的不同素理想的数是[ K Z : K ] [K^Z:K] [ K Z : K ] ,这个次数等于指标 ('3:*G*Z*) 通过伽罗瓦理论;此外,根据伽罗瓦理论可以得出:
[ K T : K Z ] = ( G Z : G T ) = [ k T : k ] .
[K^T:K^Z] = (G^Z:G^T) = [k^T:k].
[ K T : K Z ] = ( G Z : G T ) = [ k T : k ] .
(4) 令A A A 为积分闭域,K K K 为分数的域,K ′ K' K ′ 为K K K 的有限代数扩张,A ′ A' A ′ 为A A A 在K ′ K' K ′ 的积分闭集。 然后,对于A A A 的每个素理想p p p ,*数*& \& & *素理想*& \& & *的*A ′ A' A ′ *位于上面*p p p *最多*[ K ′ : K ] s [K':K]_s [ K ′ : K ] s (次数的可分离因子 K K K 超过K K K )。 我们可以首先将注意力限制在K K K 是K K K 的可分扩张的情况,因为一般来说,K K K 是K ′ K' K ′ 中包含的K K K 的扩张、最大的可分扩张K 0 K_0 K 0 , [ K ′ : K ] s = [ K 0 : K ] [K':K]_s = [K_0:K] [ K ′ : K ] s = [ K 0 : K ] 乘定义,如果A A A 是A A A 在K 0 K_0 K 0 的积分闭包,A A A 和A ′ A' A ′ 的素理想是一一对应的对应(引理4)。 因此,假设K K K 在K K K 上可分,并令N N N 为K K K 的代数闭包中K K K 生成的K K K 的伽罗瓦扩张,G G G 其伽罗瓦群,B B B 的积分闭包N N N 和P \mathfrak{P} P 中的A A A 是B B B 的素理想,位于p p p 之上。 令H \mathscr{H} H 为N N N 的伽罗瓦群超过K K K 且G Z G^Z G Z 为P \mathfrak{P} P 的分解群; p p p 之上的B B B 的主要理想是s . P s.\mathfrak{P} s . P ,其中s ∈ G s \in G s ∈ G (no. 2,定理2)和关系s . P = s ′ . P s.\mathfrak{P} = s'.\mathfrak{P} s . P = s ′ . P 意味着s ′ = s g s' = sg s ′ = s g ,其中g ∈ G Z g \in G^Z g ∈ G Z 。 另一方面,在阶和s . P ∩ K ′ = s ′ . P ∩ K ′ s.\mathfrak{P} \cap K' = s'.\mathfrak{P} \cap K' s . P ∩ K ′ = s ′ . P ∩ K ′ 中,s ′ . P = t s . P s'.\mathfrak{P} = ts.\mathfrak{P} s ′ . P = t s . P 是充分必要的,其中t ∈ H t \in \mathscr{H} t ∈ H (no. 2,定理2),从而最后是s ′ = t s g s' = tsg s ′ = t s g ,其中t ∈ H t \in \mathscr{H} t ∈ H 和g ∈ G Z g \in G^Z g ∈ G Z 。 因此,位于p p p 之上的A ′ A' A ′ 素理想的数等于等价关系*下G G G 的类的*数*“存在t ∈ H t \in \mathscr{H} t ∈ H 和g ∈ G Z g \in G^{\mathbf{Z}} g ∈ G Z 使得s ′ = t s g s' = tsg s ′ = t s g ”在s s s 和s ′ s' s ′ ;显然,根据伽罗瓦理论,数最多等于指标( G : H ) (G : \mathscr{H}) ( G : H ) 、H \mathscr{H} H 在G G G 中的右陪集数,以及( G : H ) = [ K ′ : K ] (G : \mathscr{H}) = [K' : K] ( G : H ) = [ K ′ : K ] 。
设A A A 为全闭域,K K K 为分数的域,K K K 的K ′ K' K ′ 伽罗瓦扩张,G \mathscr{G} G 为伽罗瓦群,A ′ A' A ′ A A A 的全闭域K ′ K' K ′ 、p ′ p' p ′ 是A ′ A' A ′ 和p = A ∩ p ′ p = A \cap p' p = A ∩ p ′ 的素理想。最后,令L L L 为K ′ K' K ′ 包含于K K K 中的子域,并令p ( L ) = p ′ ∩ L p(L) = p' \cap L p ( L ) = p ′ ∩ L 。
引用了 3 引用了 注 (2) , 命题 4 , 命题 6
(i) 分解域 (分别为*惯性域*)*p ′ p' p ′ 相对于L L L 为L ( K Z ) L(K^{\mathbf{Z}}) L ( K Z ) (分别为L ( K T ) L(K^T) L ( K T ) ); *如果进一步L L L 是K K K 的伽罗瓦扩张,则p ( L ) p(L) p ( L ) 相对于K K K 的分解域是L ∩ K Z L \cap K^{\mathbf{Z}} L ∩ K Z 。
(ii) *如果L L L 包含在K Z K^{\mathbf{Z}} K Z 中,A / p A/p A / p 和( A ′ ∩ L ) / p ( L ) (A' \cap L)/p(L) ( A ′ ∩ L ) / p ( L ) 具有与分数相同的域,并且在局部环A ′ ∩ L A' \cap L A ′ ∩ L 相应的中到素理想p ( L ) p(L) p ( L ) ,则生成极大理想p p p 。反之,如果这两个条件成立,再加上⋂ n > 0 p n A p ′ = 0 \bigcap_{n > 0} p^n A'_p = 0 ⋂ n > 0 p n A p ′ = 0 ,则L L L 包含在K Z K^{\mathbf{Z}} K Z 中。
(i) 如果H \mathscr{H} H 是G \mathscr{G} G 的子群,而L L L 的元素保持不变,则p ′ p' p ′ 相对于L L L 的分解群(分别为惯性群)为G Z ∩ H G^{\mathbf{Z}} \cap \mathscr{H} G Z ∩ H (分别G T ∩ H G^T \cap \mathscr{H} G T ∩ H )和第一个断言根据伽罗瓦理论得出,如果K ′ K' K ′ 是K K K 的*有限*伽罗瓦扩张(*代数*,章V, § 10, no. 6,推论1到定理3);在一般情况下,它是根据以下事实得出的:*注 2* 的记号中A Z A^{\mathbf{Z}} A Z (或A T A^T A T )是A Z ( p ′ ∩ K α ) A^{\mathbf{Z}}(p' \cap K_\alpha) A Z ( p ′ ∩ K α ) (或A T ( p ′ ∩ K β ) A^T(p' \cap K_\beta) A T ( p ′ ∩ K β ) )的并:每个元素x ∈ K ′ x \in K' x ∈ K ′ 属于到某些K K K ,如果它在G Z ( p ′ ) ∩ H G^{\mathbf{Z}}(p') \cap \mathscr{H} G Z ( p ′ ) ∩ H (或G T ( p ′ ) ∩ H G^T(p') \cap \mathscr{H} G T ( p ′ ) ∩ H )下不变,那么对于某些合适的β ′ \beta' β ′ ,它在G Z ( p ′ ∩ K β ′ ) ∩ H G^{\mathbf{Z}}(p' \cap K_{\beta'}) \cap \mathscr{H} G Z ( p ′ ∩ K β ′ ) ∩ H (或G T ( p ′ ∩ K β ′ ) ∩ H G^T(p' \cap K_{\beta'}) \cap \mathscr{H} G T ( p ′ ∩ K β ′ ) ∩ H )下也不变;因此,在论证开始时它是属于
L ( K Z ( p ′ ∩ K α ) ) ⊂ L ( K Z ) ( resp. L ( K T ( p ′ ∩ K β ) ) ⊂ L ( K T ) ) .
L(K^{\mathbf{Z}}(p' \cap K_{\alpha})) \subset L(K^{\mathbf{Z}}) \quad (\text{resp. } L(K^T(p' \cap K_{\beta})) \subset L(K^T)).
L ( K Z ( p ′ ∩ K α )) ⊂ L ( K Z ) ( resp. L ( K T ( p ′ ∩ K β )) ⊂ L ( K T )) .
现在假设L L L 是K K K 的伽罗瓦扩张;每个σ ∈ G Z \sigma \in G^{\mathbf{Z}} σ ∈ G Z 的限制到L L L 然后留下不变的p ( L ) = p ′ ∩ L p(L) = p' \cap L p ( L ) = p ′ ∩ L ,因此相对于K K K ,p ( L ) p(L) p ( L ) 的属于到分解群。相反,令τ \tau τ 是L L L 属于的自同构到这个群,并令σ \sigma σ 是τ \tau τ 的扩张到K ′ K' K ′ 的K K K 自同构;我们写q ′ = σ . p ′ q' = \sigma.p' q ′ = σ . p ′ 。由于p ′ p' p ′ 和q ′ q' q ′ 都位于p ( L ) p(L) p ( L ) 之上,因此存在自同构ρ ∈ H \rho \in \mathscr{H} ρ ∈ H 使得q ′ = ρ . p ′ q' = \rho.p' q ′ = ρ . p ′ ,从而ρ − 1 σ ∈ G Z \rho^{-1}\sigma \in G^{\mathbf{Z}} ρ − 1 σ ∈ G Z 和τ \tau τ 是ρ − 1 σ \rho^{-1}\sigma ρ − 1 σ 的限制到L L L ;在其他字中,p ( L ) p(L) p ( L ) 的分解群相对于K K K 与限制的群到自同构σ ∈ G Z \sigma \in G^{\mathbf{Z}} σ ∈ G Z 的L L L 相同,这证明了第二个断言。
(ii) 说L ⊂ K Z L \subset K^{\mathbf{Z}} L ⊂ K Z 意味着当[ K ′ : K ] [K':K] [ K ′ : K ] 有限时,(ii)的H ⊃ G Z \mathscr{H} \supset G^{\mathbf{Z}} H ⊃ G Z 和断言是no. 2、命题 4 (ii)和(iii)的特例。一般情况下,参数如命题 6 中的证明所示。
4. 第二次存在定理
令 A A A 为积分闭域,且 A ′ A' A ′ 环包含 A A A 且在 A A A 上积分。假设0 0 0 是A A A 中唯一的元素,即A ′ A' A ′ 中0 0 0 的除子。令p , q p, q p , q 为A A A 的两个素理想,使得q ⊃ p q \supset p q ⊃ p 和q ′ q' q ′ 为位于q q q 之上的A A A 的素理想。那么存在A A A 的素理想p ′ p' p ′ 位于p p p 之上,因此q ′ ⊃ p ′ q' \supset p' q ′ ⊃ p ′ 。
引用了 3 · 被以下引用 4 引用了 命题 6 , 定理 1 , 推论 2, II § 2
被以下引用 推论 , 习题 4, § 3 , 命题 14, VII § 1 , 习题 25, § 3
首先假设A ′ A' A ′ 是整环。设K , K ′ K, K' K , K ′ 分别为A A A 和A ′ A' A ′ 的分数域;设K ′ ′ K'' K ′′ 为K K K 和A A A 的代数闭包,A A A 在K ′ ′ K'' K ′′ 的积分闭包;然后A ⊂ A ′ ⊂ A ′ ′ A \subset A' \subset A'' A ⊂ A ′ ⊂ A ′′ 。令 p ′ ′ p'' p ′′ 为位于p p p 之上的A ′ ′ A'' A ′′ 的素理想(no. 1,定理 1),q ′ ′ q'' q ′′ 位于q q q 之上的A ′ ′ A'' A ′′ 的素理想,并且使得p ′ ′ ⊂ q ′ ′ p'' \subset q'' p ′′ ⊂ q ′′ (no. 1,推论) 2 到定理 1),最后是 q 1 ′ ′ q_1'' q 1 ′′ A ′ ′ A'' A ′′ 的素理想,位于 q ′ q' q ′ (no. 1,定理 1) 之上。通过no. 3,命题 6 (i),存在K ′ ′ K'' K ′′ 的K K K 自同构σ \sigma σ ,使得Q . q ′ ′ = q 1 ′ ′ Q.q'' = q_1'' Q . q ′′ = q 1 ′′ 。那么Q . p ′ ′ Q.p'' Q . p ′′ 是位于p p p 上方的A ′ ′ A'' A ′′ 的素理想,使得Q . p ′ ′ = q 1 ′ ′ Q.p'' = q_1'' Q . p ′′ = q 1 ′′ ,因此p ′ = A ′ ∩ σ . p ′ ′ p' = A' \cap \sigma.p'' p ′ = A ′ ∩ σ . p ′′ 是位于p p p 上方并包含在A ′ ∩ q 1 ′ ′ = q ′ A' \cap q_1'' = q' A ′ ∩ q 1 ′′ = q ′ 中的A ′ A' A ′ 的素理想。
我们转向一般情况。由于A A A 是整环且q ′ q' q ′ 是素数,所以子集A − { 0 } A - \{0\} A − { 0 } 和A ′ − q ′ A' - q' A ′ − q ′ 是A ′ A' A ′ 的乘法;那么它们的乘积S = ( A − { 0 } ) ( A ′ − q ′ ) S = (A - \{0\})(A' - q') S = ( A − { 0 }) ( A ′ − q ′ ) 是A ′ A' A ′ 的乘法子集,它不是包含0,因为A A A 的非零元素不是A ′ A' A ′ 中0的除子。那么存在(章II, §2, no. 5,推论2至命题11)从S S S 出发的A ′ A' A ′ 不相交的的素理想m ′ m' m ′ ,在其他字中,使得m ′ ⊂ q ′ m' \subset q' m ′ ⊂ q ′ 和m ′ ∩ A = 0 m' \cap A = 0 m ′ ∩ A = 0 。设h h h 为典范同态A ′ → A ′ / m ′ A' \to A'/m' A ′ → A ′ / m ′ 。 h h h 到A A A 的限制是单射的,因此h ( A ) h(A) h ( A ) 是积分闭的。由于m ′ ⊂ q ′ m' \subset q' m ′ ⊂ q ′ ,h ( q ′ ) h(q') h ( q ′ ) 是位于h ( q ) h(q) h ( q ) 之上的A ′ / m ′ A'/m' A ′ / m ′ 的素理想;由于A ′ / m ′ A'/m' A ′ / m ′ 是整环,证明的第一个部分证明存在A ′ / m ′ A'/m' A ′ / m ′ 的素理想n ′ n' n ′ ,使得n ′ ∩ h ( A ) = h ( p ) n' \cap h(A) = h(p) n ′ ∩ h ( A ) = h ( p ) 和h ( q ′ ) ⊃ n ′ h(q') \supset n' h ( q ′ ) ⊃ n ′ 。理想 p ′ = h − 1 ( n ′ ) p' = h^{-1}(n') p ′ = h − 1 ( n ′ ) 是 A ′ A' A ′ 和 q ′ ⊃ p ′ q' \supset p' q ′ ⊃ p ′ 的素理想,因为 h h h 的 q ′ q' q ′ 包含核。如n ′ ⊃ h ( p ) n' \supset h(p) n ′ ⊃ h ( p ) 、p ′ ⊃ p p' \supset p p ′ ⊃ p 。最后,对于x ∈ p ′ ∩ A x \in p' \cap A x ∈ p ′ ∩ A ,h ( x ) ∈ n ′ ∩ h ( A ) = h ( p ) h(x) \in n' \cap h(A) = h(p) h ( x ) ∈ n ′ ∩ h ( A ) = h ( p ) ,因此x ∈ p x \in p x ∈ p ,因为h h h 到A A A 的限制是单射的;因此p ′ ∩ A = p p' \cap A = p p ′ ∩ A = p 。
在定理 3 的A A A 和A ′ A' A ′ 的假设下,令p p p 为A A A 的素理想。 p p p 之上的A ′ A' A ′ 素理想是A ′ A' A ′ 包含p A ′ pA' p A ′ 素理想中集合E \mathscr{E} E 的最小值元素。
引用了 4 引用了 定理 3 , 命题 1 , 定理 1 , 推论 2
位于p p p 之上的A ′ A' A ′ 的素理想在E \mathscr{E} E 中是最小的,因为no. 1,推论1到命题1。相反,让q ′ q' q ′ 是E \mathscr{E} E 的最小元素。如q ′ ∩ A ⊃ p q' \cap A \supset p q ′ ∩ A ⊃ p 、定理 3 所示,存在A ′ A' A ′ 的素理想p ′ p' p ′ 位于p p p 之上,使得q ′ ⊃ p ′ q' \supset p' q ′ ⊃ p ′ 。由于 p ′ p' p ′ 包含于 p A ′ pA' p A ′ ,在 q ′ q' q ′ 上生成的假设意味着q ′ = p ′ q' = p' q ′ = p ′ ,因此 q ′ q' q ′ 位于 p p p 之上。
\* 令V , V ′ V, V' V , V ′ 为两个仿射代数簇,且V ′ V' V ′ 至V V V 的f f f 态射,使得f ( V ′ ) f(V') f ( V ′ ) 在V V V 中稠密。令A A A (或A ′ A' A ′ )为V V V (或V ′ V' V ′ )上常规函数的环;被赋予f f f 后,我们可以确定A A A ,子环为A ′ A' A ′ ;假设A ′ A' A ′ 是A A A 的积分。 no. 1的定理 1表明,对于V的每个不可约子簇W,都存在V'的不可约子簇W',使得f(W')是W的稠密子集;特别是,V的每个点都是V'的不可约子簇的像,这表明f是满射的。类似地,f 的限制到V' 映射 W' 的每个不可约子品种 W' 到 V 的不可约子品种。推论 2 到定理 1、no. 1 表明,如果 W 和 X 是 V 的两个不可约子变体,使得 W ⊃ X 并且如果 W' 是 V' 的不可约子变体,使得 f(W') = W,则存在W' 中包含 V' 的不可约子变体 X',且 f(X') = X。
如果 A 是整闭的,则 V 称为正规的。 定理 3 表明,如果 V 是正规的,如果 W 和 X 是 V 的不可约子簇,使得 W ⊃ X 并且如果 X' 是 V' 的不可约子簇,使得f(X') = X,则存在 V' 包含于 X' 的子品种 W',且 f(W') = W。最后,定理 3 的推论表明,如果 V 是正规子品种且 W 是不可约子品种V 的V' 的不可约子变体 W' 使得 f(W') = W 只是 f ‾ ( W ) \overline{f}(W) f ( W ) 的不可约分量。
习题
参见习题为 § 2 。