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10. 扩张超凡的估值扩张
1. 单质先验的案例扩张
令 K 为 域,v 右 K、Γ 其 阶群、Γ′ 的全序群包含 Γ 和 ξ 元素Γ′。在*K(X)上存在*一个*独特的估值,例如*那个*,*对于*P=∑jajXj(aj∈K),w(P)=infj(v(aj)+jξ)。
引用了 1 · 被以下引用 5
引用了 命题 4, VI § 3
被以下引用 注, 命题 1, 命题 2, 习题 10, § 8, 命题 13, VII § 1
命题 4 of § 3, no. 2,足以证明公式
w(j∑ajXj)=jinf(v(aj)+jξ)
定义环 K[X] 的估值。作为
v(aj+bj)+jξ≥inf(v(aj),v(bj))+jξ=inf(v(aj)+jξ,v(bj)+jξ),
由此可见
w(P+Q)≥inf(w(P),w(Q))
对于K[X]中的P,Q,如果w(P)=w(Q)则保持等式。我们表明
w(PQ)=w(P)+w(Q)
对于 P=∑ajXj 和 Q=∑bjXj。令 i(分别为 k)为整数 j 中的最小值,使得 v(aj)+jξ(分别为 v(bj)+jξ)达到其最小值;让a(或β)表示这个最小值。对于N中的j,j′,
w(ajbj′Xj+j′)=v(aj)+jξ+v(bj′)+j′ξ≥a+β,
从而 w(PQ)≥a+β 由 (2) 得出。现在考虑PQ中次数i+k的项cXi+k;然后c=∑n∈Zai+nbk−n;由 i 和 k、元素中的选择计算
w(ai+nbk−nXi+k)=v(ai+n)+(i+n)ξ+v(bk−n)+(k−n)ξ
一次且仅一次使用 n=0 取最小值值 a+β;因此 w(cXi+k)=a+β, 从而, 由 (1),
w(PQ)=α+β=w(P)+w(Q).
令 K 为 域、v 评估 K、Γ 其阶群、Γ′ 全序群包含 Γ 和 ξ*元素*Γ′*使得关系*nξ∈Γ,n∈Z*意味着*n=0。那么存在*一个*独特的估值w 在 K(X) 与值在 Γ′ 并延伸 v 这样 w(X)=ξ。 * w 的剩余类域等于*v*的*阶群是*Γ′的子群*Γ+Zξ*。
引用了 1 · 被以下引用 1
引用了 引理 1
被以下引用 定理 1
我们展示w的第一个唯一性。令 P=∑jajXj 为 K[X] 的元素。然后是w(ajXj)=v(aj)+jξ,它表明单项式ajXj使得aj=0对于w具有不同的值。由此得出 w(P)=infj(v(aj)+jξ),它既显示了 w 在 K[X] 上的唯一性(因此也在 K(X) 上),也显示了 w 的阶群是 Γ+Zξ。进一步看出,如果P=0,我们可以写成P=aXn(1+u),其中a∈K∗,n∈N,u∈K(X)和w(u)>0;因此,K(X)中的每个元素R=0都可以写成形式
R=bXn(1+u′), 其中
b∈K∗,n∈Z,u′∈K(X) 和
w(u′)>0;那么
w(R)=v(b)+nξ,因此
w(R)=0当且仅当
v(b)=0和
n=0;因此,当
w(R)=0、
R和
b对
w的理想模取模时全等,这表明
w的剩余类域等于
v的剩余类域。
最后从引理 1 得出w 的存在性。
令K为域,v为K,Γ为阶群,k为剩余类域。 K(X)上存在唯一的估值w延伸v,使得X的w(X)=0和像t在w的剩余类域k′超越k。 w的阶群等于v,其剩余类域为k(t)。
引用了 1 · 被以下引用 3
引用了 引理 1
被以下引用 定理 1, VII § 3. 阶乘域, 习题 15, § 3
为了显示w的唯一性,我们只需证明,如果P=∑jajXj是K[X]的非零元素,那么
w(P)=jinf(v(aj)). 我们可以将
K∗中的除
P乘以元素,并假设
v(aj)≥0对于所有
j,并且
v(aj)之一是零。 作为
w(X)=0,
P,然后
w的属于到环;将
k中
aj的典范像写成
aˉj,将剩余类域
k′中
P的典范像写成
∑jaˉjtj;由于
t超越
k,并且
aˉj之一非零,因此像非零,从而
w(P)=0=jinf(v(aj)). 现在我们证明
w的存在。 公式
w(P)=infj(v(aj))(对于
P=∑jajXj)定义凭借引理1对
K(X)的估值
w,并且
w显然与
v具有相同的阶群。 然后
w(X)=0。 我们证明
w的剩余类域
k′中
X的典范像
t超越
k:如果
∑jaˉjtj=0,其中
aˉj∈k对于所有
j,则用
a表示,a
v、
w(∑jajXj)>0中的环代表
aˉj; 从而
v(aj)>0对于所有
j,因此
aˉj=0对于所有
j。 We show finally that
k′=k(t): every element
R of
K(X) may be written
R=c(∑jajXj)/(∑jbjXj), where
c,aj,bj are in
K,
v(aj)≥0 and
v(bj)≥0 for all
j, one of the
v(aj) and one of the
v(bj) being zero; then
w(R)≥0 if and only if
v(c)≥0; denoting by
f the canonical homomorphism of the ring of
w onto
k′,
f(R)=f(c)(j∑f(aj)tj)/(j∑f(bj)tj),
这证明了我们的断言。
2. 交换律群的有理数秩
这个维数也可以被定义为基数r的最小上界(有限或无限),使得G存在r元素,它们与Z线性无关(*代数*,章II, § 7, no. 10, 命题26)。当且仅当 G 是挠元群时,G 的有理数秩是 零。对于加法群 Rn 的子群、有理数秩重合的概念,其定义见*常规拓扑*、章 VII, § 1。
在本段的其余部分中,我们将用r(G)表示交换性群G的有理秩。如果G′是G的子群,那么(因为Q是平Z模)我们有加法方程
r(G)=r(G′)+r(G/G′).
设G是G的全序交换群和H子群。如果h(G)和h(H)表示G和H*的高度(§4,no. 4),*则不等式
被以下引用 2
被以下引用 推论, 推论 2
h(G)≤h(H)+r(G/H)
持有。
事实上,令G0⊂G1⊂…⊂Gn为G的孤立子群的严格递增的序列,则需要建立不等式
n≤h(H)+r(G/H).
对于n=0来说这是显而易见的。假设n≥1,让我们用归纳对n进行争论。 应用归纳假设到群Gn−1及其子群H∩Gn−1,我们得到
n−1≤h(H∩Gn−1)+r(Gn−1/(H∩Gn−1)).
那么我们区分两种情况:
(a) H∩Gn−1=H,其他字H⊂Gn−1。 不等式 (7) 可以写成
n≤h(H)+r(Gn−1/H)+1.
现在G/Gn−1是一个完全有序的群,没有减少到0;因此它不是挠元群和 r(G/Gn−1)≥1。 (4) 从而,r(G/H)≥r(Gn−1/H)+1。代入(8),我们当然得到所需的不等式(6)。
(b) H∩Gn−1=H。由于H∩Gn−1是H的孤立子群,我们将结论视为h(H)>h(H∩Gn−1)+1。另一方面,显然r(G/H)≥r(Gn−1/(H∩Gn−1))。代入(7),再次得到(6)。
对于每个全序交换群 G,h(G)≤r(G)。*我们在命题 3 中集合 H=(0)。
引用了 1 · 被以下引用 1
引用了 命题 3
被以下引用 命题 4
设 G 为全序交换律群。假设 G 是有限生成的且 h(G)=r(G)。那么 G 同构于按字典顺序排序的 Zr(G)。
引用了 2 · 被以下引用 1
引用了 定理 3, A VII § 4, 推论
被以下引用 推论 3
让我们写r=r(G)=h(G)。如果r=0,则G=(0)。如果有限生成交换式群的r=1,结构表明G有同构j到Z上(*代数*,章VII, § 4, no. 6,定理3)。现在Z只有两种与其群结构兼容的总序,即通常的序及其相反。因此,按照通常的顺序,j或−j是有序的群G到Z上的同构。
现在假设r≥2,让我们用归纳对r进行争论。令 H 为高度为 r−1 的 G 的孤立子群。然后是 r(H)+r(G/H)=r (公式 (4))、r(H)≥h(H)=r−1 和 r(G/H)≥h(G/H)=1(命题 3 的推论)、从而 r(H)=r−1 和 r(G/H)=1。 归纳假设表明 H 与按字典顺序排序的 Zr−1 同构的,而情况 r=1 表明 G/H 与 Z 同构的。由于 Z 是自由 Z 模,因此 H 是 G 的 直因子 (代数, 章 11, § 1, no. 11,命题21)。下面的引理则表明G与词典乘积H×(G/H)同构的(非规范),从而完成了证明。
令j为(G/H)×H的同构到G上,使得j(0,x)=x对于所有x∈H和j(y,x)属于到H的陪集。由于(G/H)×H是全序的,这相当于表明j是*递增* (*集合理论*、章III, § 1, no. 12、命题11)。令 (y,x) 为 (G/H)×H 的元素 ≥0 按字典顺序排序。如果 y>0,则 H 包含 j(y,x) 的陪集为元素 >0、从而 j(y,x)>0,否则为 y≤0 (§ 4, no. 2、命题 3)。如果y=0和x≥0,则j(y,x)=x≥0。因此j肯定是递增。
3. 任何超验的情况扩张
在这个没有。我们将使用以下记号:K为域,K′扩张为K,v对K,v′扩张的v进行评估K、Γ 和 k(分别为 Γ′ 和 k′)阶群和剩余类域或 v(分别为 v′)。我们将写:
d(K′/K)=dim.al, K′=transcendence degree of K′ over K;
s(v′/v)=dim.al, k′=transcendence degree of k′ over k;
r(v′/v)=r(Γ′/Γ)=rational rank of Γ′/Γ,
如果右侧是有限的;否则,我们将约定d(K′/K)=+∞(或s(v′/v)=+∞,r(v′/v)=+∞)。
设x1,…,x,为v′的环的元素,其中k′中的典范像xi在代数上独立于k和K′的y1,…,yr元素,这样Γ′/Γ中的v′(yj)中的典范像在Z上线性无关。那么K′的r+s元素x1,…,x,y1,…,yr在代数上独立于K; v′到K(x1,…,x,y1,…,yr)中的限制承认k(x1,…,xs)为剩余类域并且
引用了 3 · 被以下引用 1
引用了 命题 1, 命题 2, 命题 1, VI § 8
被以下引用 推论 1
Γ+Zv′(y1)+…+Zv′(yr)
如*阶群*。
如果r+s=0,我们的断言是显而易见的。我们通过归纳对r+s进行争论。如果r′≤r,s′≤s和r′+s′<r+s,归纳假设表明,如果K被K(x1,…,xs,y1,…,yr′)取代,族(x1,…,xs),(y1,…,yr)被(xs′+1,…,xs),(yr′+1,…,yr)取代,定理1的假设成立。因此问题减少为以下两种情况之一:
(a) 环v′中存在元素x,使得x超越k;那么有必要证明x超越K,并且v′到K(x)的限制承认k(x)为剩余类域,Γ为阶群。
(b) K′中有元素y,使得关系nv′(y)∈Γ和n∈Z隐含n=0;有必要证明y超越K,并且v′到K(y)的限制承认k为剩余类域,Γ+Zv′(y)为阶群。
现在§ 8, no. 1的命题 1表明x(分别为y)不能是K的代数。 (a) 的其他断言(分别为 (b))紧随 no. 1 的命题 2(分别为命题 1)。
s(v′/v)+r(v′/v)≤d(K′/K)
持有。
此外,如果K′是K的有限生成的扩张且等式在(9)中成立,则Γ′/Γ是Z的有限生成的模,而k′是k的有限生成的扩张。
令r和s为自然数,使得r≤r(v′/v)和s≤s(v′/v);我们证明r+s≤d(K′/K),这将证明(9)。到假设时,K′存在元素x1,…,x,y1,…,y,其中满足是定理1的假设。
因此,它们在 K 上是代数独立的,这表明不等式 r+s<d(K′/K)。
如果K′是K有限生成的扩张,则d(K′/K)是有限的,因此s(v′/v)和r(v′/v)也是有限的;我们用s和r表示它们。存在K′的元素x1,…,xs,y1,…,yr,其中满足定理1的假设。如果r+s=d(K′/K),这些元素形式超越K′的基因此,K和K′是K′′=K(x1,…,yr)的有限代数扩张。令Γ′′和k′′为v′到K′′的限制和阶群和剩余类域。通过定理 1,Γ′′/Γ 是有限生成的 Z 模,k′′ 是k 的有限生成的纯扩张。另一方面,由于K′是K的有限代数扩张,Γ′/Γ是有限群,k′是k′′的有限代数扩张(§ 8, no. 1,引理) 2)。这就证明了推论。
令h和h'为v和v'的高度。然后*
s(v′/v)+h′≤d(K′/K)+h. 命题 3、
h′≤r(v′/v)+h。
引用了 1
引用了 命题 3
假设K′是K的有限生成的扩张,Γ同构于Zh′(按字典顺序排列),并且公式中有等式(10)。那么 Γ′ 与 Zh′ 同构的(按字典顺序排列),k′ 是 k 的有限生成的扩张。
引用了 1
引用了 命题 4
如果(10)中有等式,则(9)中有等式,从而事实上k′是k的有限生成的扩张,并且Γ′′是有限生成的Z模。进一步比较(9)和(10),可以看出h′−h=r(Γ′/Γ)、从而h′=r(Γ′)和命题 4 (no. 2)则表明Γ′与按字典顺序排列的Zh′同构的。
假设 v 不合适(在这种情况下k=K)。然后*
h(Γ′)+d(k′/K)≤r(Γ′)+D(k′/K)≤d(K′/K). 特别是,如果 v' 的高度为 1,则 d(k′/K)≤d(K′/K)−1; *此外,如果
K′是
K的有限生成的扩张,并且(12)中有等式,则
v′是离散估值,
k′是
K的有限生成的扩张。
习题
参见习题为 § 10。