Bourbaki

Google 翻译生成的粗略草稿,质量较低。术语依照术语表,但句子可能有误;之后会由仔细的译文取代。

5. 由估值定义的拓扑

1. 由估值定义的拓扑

令 K 不一定为交换域,v 为 K 和 G 的全序群 v(K∗)v(K^*) 的估值。对于所有a∈Ga \in G,令V为x∈Kx \in K的集合,使得v(x)>av(x) > a;这个集合是K(§ 3, no. 1)的添加剂子群。 K 上存在唯一的拓扑 Tv\mathscr{T}_v,其中V、形式邻域的基本系统为 0(*一般拓扑*、章 III, § 1, no. 2、例)。要使 v 不恰当,Tv\mathscr{T}_v 是离散的拓扑是充分必要的。

引理 1 04UQ

设x∈K∗,y∈K∗x \in K^*, y \in K^*和α∈G\alpha \in G。如果*

v(x−y)>sup⁡(α+2v(y),v(y)), v(x - y) > \sup(\alpha + 2v(y), v(y)),
然后v(x−1−y−1)>av(x^{-1} - y^{-1}) > a。

引用了 1 · 被以下引用 2

引用了 命题 1, VI § 3

被以下引用 命题 1, 命题 5

x−1−y−1=x−1(y−x)y−1x^{-1} - y^{-1} = x^{-1}(y - x)y^{-1} 因此

v(x−1−y−1)=v(x−y)−v(x)−v(y). v(x^{-1} - y^{-1}) = v(x - y) - v(x) - v(y).
如果v(x−y)>v(y)v(x - y) > v(y),§ 3, no. 1的命题 1意味着v(x)=v(y)v(x) = v(y),从x=y+(x−y)x = y + (x - y)开始。此外,如果v(x−y)>a+2v(y)v(x - y) > a + 2v(y),那么
v(x−1−y−1)>a+2v(y)−2v(y)=a. v(x^{-1} - y^{-1}) > a + 2v(y) - 2v(y) = a.

命题 1 04UR

拓扑 Tv\mathscr{T}_v 是 Hausdorff,并且与 K 上的域结构兼容。如果给 G 提供离散拓扑,则映射 v:K∗→Gv : K^* \to G 是连续的。

引用了 3 · 被以下引用 1

引用了 引理 1, TG III § 6. 拓扑群与运算符;拓扑环,划分环和域, 习题 4, § 5

被以下引用 命题 5

设x∈K∗x \in K^*和a=v(x)a = v(x);然后x∉Vax \notin V_a表明Tv\mathscr{T}_v是Hausdorff。对于所有x0∈Kx_0 \in K和a∈Ga \in G,存在β∈G\beta \in G使得x0Vβ⊂Vαx_0 V_\beta \subset V_\alpha和Vβx0⊂VV_\beta x_0 \subset V,(取β⩾a−v(x0)\beta \geqslant a - v(x_0)就足够了)。另一方面,如果a⩾0a \geqslant 0,则VαVα⊂VvV_\alpha V_\alpha \subset V_v。满足*通用拓扑*、章III, § 6, no. 3的公理(AV_I)和(AV_{II}),Tv\mathscr{T}_v与KK上的环结构兼容。让x0∈K∗x_0 \in K^*;如果x∈K∗x \in K^*满足v(x−x0)>sup⁡(α+2v(x0),v(x0))v(x - x_0) > \sup(\alpha + 2v(x_0), v(x_0)),则v(x−1−x0−1)>av(x^{-1} - x_0^{-1}) > a (引理 1),这表明x↦x−1x \mapsto x^{-1}是连续的,因此Tv\mathscr{T}_v与KK上的域结构兼容。最后,单个条件v(x−x0)>v(x0)v(x - x_0) > v(x_0)意味着v(x)=v(x0)v(x) = v(x_0)(§3§ 3,no. 1,命题1),因此如果GG被赋予离散的拓扑,则映射v:K∗→Gv : K^* \to G是连续的。

令α∈G\alpha \in G和Vα′V'_\alpha为x∈Kx \in K的集合,使得v(x)≥αv(x) \geq \alpha。如果β<a\beta < a,则Vβ⊃Vα′⊃VvV_\beta \supset V'_\alpha \supset V_v。如果vv不是不恰当的,那么可以看出,Vα′V'_\alpha形式对于Tv\mathscr{T}_v来说,邻域的基本系统为0。

VvV_v和Vα′V'_\alpha是开加法子群,因此在KK中是封闭的,因此拓扑域KK是*完全断开的*。由于vv包含和VvV_v的环的每个非零理想,它在KK中是“开和闭”。因此,vv 与剩余类域的商拓扑是*离散*。

设AA为uu的环。如果vv是离散的,§3§ 3、no. 6的命题 8表明Tv\mathscr{T}_v在AA上诱导拓扑是m(A)m(A)-adic拓扑。一般来说情况并非如此(习题4)。

命题 2 04US

令KK不一定为交换域,vv为vv的KK、AA环的非不当估值,mm为vv的理想值。为了使KK和拓扑Tv\mathscr{T}_v局部紧致,满足以下条件是必要且充分的:

引用了 2 · 被以下引用 4

引用了 命题 4, 命题 2, VI § 7

被以下引用 注, VI § 9. 应用:局部紧凑域, 命题 1, VI § 9, 定理 1, VI § 9

(i) KK 已完成; (ii) vv 是离散的; (iii) 剩余类域 κ(A)\kappa(A) 是有限的。

如果是这样,AA 是紧致的。

假设 KK 是局部紧致的。那么就完成了(*一般拓扑*、章111、§3§ 3、no. 3、推论1到命题4);进一步存在0的紧邻域,其中包含邻域Va′V'_a,其中vv的aa属于到值群;在其他字中,K∗K^*中存在a≠0a \neq 0,使得A.aA . a是紧的,因此A=(A.a)a−1A = (A . a)a^{-1}是紧的。由于AA的每个理想b≠(0)b \neq (0)都是开放的,A/bA/b是紧凑和离散的(*一般拓扑*,章III,§2§ 2,no. 5,命题14),因此是有限的,特别是κ(A)=A/m\kappa(A) = A/m 是有限的。此外,对于mm中的y≠0y \neq 0,环A/AyA/Ay是有限的,只有有限的数理想AA包含AyAy和集合PP 元素形式 v(x)v(x) 这样

0<v(x)≤v(y) 0 < v(x) \leq v(y)

是有限的;由于 v(K∗)v(K^*) 是全序的,PP 至少有元素 yy。然后对于所有x∈Ax \in A,使得v(x)>0v(x) > 0、v(x)>v(y)≥yv(x) > v(y) \geq y或v(x)≤v(y)v(x) \leq v(y),然后将v(x)≥yv(x) \geq y乘以定义,使得yy是v(K∗)v(K^*)的元素>0> 0中的最小者。 由于 PP 是有限的,因此存在最大的整数 m≥0m \geq 0,使得 my∈Pmy \in P、从而我的 \leq v(y) < (m+1)\gamma。我们推导出 0 \leq v(y) - my < y 并且通过 y 的定义这意味着 v(y)=myv(y) = my。因此v(K∗)=Z.γv(K^*) = \mathbf{Z}.\gamma和估值vv是离散的。

相反,假设条件 (i), (ii), (iii) 成立。我们可以将注意力限制在vv被范化的​​情况;让 uu 成为 vv 的均匀化器。那么 κ(A)=A/Au\kappa(A) = A/Au 因而 A/AuA/Au 是有限的。由于 x↦xunx \mapsto xu^n 定义,通过将加法群 A/AuA/Au 的商同构取到 Aun/Aun+1Au^n/Au^{n+1} 上,A/AujA/Au^j 对于所有 j≥0j \geq 0 都是有限的。由于 AA 在 KK 中闭合,因此它是完备的,因此与 A/AujA/Au^j 的逆极限同构(一般拓扑、章 111、§ 7, no. 3、命题 2),因此是紧凑的。由于AA在KK中开路,因此可以看出KK是局部紧的。

注 04UT

注在这个证明中假设AA 是完整的就足够了。

我们将在§ 9中看到域KK满足命题2的条件承认中心,它要么是pp进数域的有限代数扩张,要么正式幂级数超过有限域的域Fq((T))\mathbf{F}_q((T));此外,KK比中心高出有限秩。

引用了 1

引用了 命题 2

2. 拓扑向量空间超过域且有估值

自始至终,让KK是(不一定可交换的)域,vv对KK和GG的估值阶群。 KK 给出拓扑 Tv\mathscr{T}_v。

命题 3 04UU

令EE为KK上的左拓扑向量空间,即Hausdorff且维数1。假设vv不是不恰当的。对于EE中的所有x0≠0x_0 \neq 0,KsK_s的映射a↦ax0a \mapsto ax_0到EE是拓扑同构。

被以下引用 1

被以下引用 命题 4

这个映射是一个连续代数同构。只要证明它是双连续的就足够了。让α∈G\alpha \in G。我们需要证明EE中存在0的邻域VV,使得关系ax0∈Vax_0 \in V蕴含v(a)>av(a) > a。设a,∈K∗a, \in K^*使得v(a0)=av(a_0) = a。由于EE是豪斯多夫,EE中存在0的邻域WW使得a0x0∉Wa_0x_0 \notin W。由于vv并非不恰当,EE中存在0的邻域W′W'和GG中的元素β\beta,因此关系y∈W′y \in W'、v(a)≥βv(a) \geq \beta意味着ay∈Way \in W。令 a,∈K∗a, \in K^* 等于 v(a1)=−βv(a_1) = -\beta。 关系 ax0∈a1−1W′ax_0 \in a_1^{-1}W'和v(a)≤av(a) \leq a意味着a1ax0∈Wa_1ax_0 \in W和v(a0a−1a1−1)=α+β−v(a)≥βv(a_0a^{-1}a_1^{-1}) = \alpha + \beta - v(a) \geq \beta,因此意味着a0x0=a0a−1a1−1(a1ax0)∈Wa_0x_0 = a_0a^{-1}a_1^{-1}(a_1ax_0) \in W,这是荒谬的;在其他字中,关系ax,∈a1−1Wax, \in a_1^{-1}W意味着v(a)>av(a) > a。

推论 04UV

设EE是KK上的左拓扑向量空间,HH是EE的闭超平面,DD是EE的一维向量子空间,补充的代数补充 HH。假设vv并无不当。那么DD是HH的拓扑补充。

考虑命题 1和3,证明与拓扑向量空间、章I, § 2相同,推论2至定理1。

命题 4 04UW

假设vv不是不恰当的并且KK是完整的。令EE为KK上的左拓扑向量空间,这是Hausdorff且为有限维nn。对于EE的每个基(ei)1≤i≤n(e_i)_{1 \leq i \leq n}超过KK,KsnK^n_s的映射(ai)↦∑i=1naiei(a_i) \mapsto \sum_{i=1}^n a_i e_i到EE是一个拓扑向量空间同构。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 命题 3

被以下引用 命题 2

考虑到命题 3 及其推论,证明与拓扑向量空间、章 I, § 2、定理 2 相同。

推论 04UX

假设vv不是不恰当的并且KK是完整的。令EE是KK上的豪斯多夫拓扑向量空间,而FF是EE的有限维向量子空间。然后FF关闭。

被以下引用 2

被以下引用 命题 11, VI § 8, 命题 2, VI § 8

FF已完成。

3. 完成域并进行估值

命题 5 04UY

令KK不一定是交换域,vv是对KK和GG群v(K∗)v(K^*)与离散拓扑的评估。

引用了 4 · 被以下引用 2

引用了 引理 1, 命题 7, TG III § 6, 命题 1, 命题 7, TG III § 3

被以下引用 命题 2, VI § 8, 命题 8, VII § 3

(a) KK(与Tv\mathscr{T}_v)的补全环K^\hat{K}是拓扑域。

(b) 映射 v:K∗→Gv : K^* \to G 可以唯一地扩展为连续的映射 8:K^∗→G8 : \hat{K}^* \to G。 映射 00(由v^(0)=+∞\hat{v}(0) = +\infty扩展)是K^\hat{K}和v^(K^∗)=v(K∗)\hat{v}(\hat{K}^*) = v(K^*)的估值。

(c) K^\hat{K} 上的拓扑是由估价00 定义的拓扑。

(d) 对于所有a∈Ga \in G,令Vα,Vα′V_\alpha, V'_\alpha为由条件v(x)>a,v(x)≥av(x) > a, v(x) \geq a定义的KK中的子群。那么K^\hat{K}中Vα,Vα′V_\alpha, V'_\alpha的闭包V‾α,V‾α′\overline{V}_\alpha, \overline{V}'_\alpha分别由条件v^(x)>a,v^(x)≥a\hat{v}(x) > a, \hat{v}(x) \geq a定义。

(e) 00的环是vv的环AA的完成A^\hat{A}; 00的理想是vv的理想mm的完成m^\hat{m}。

(f) A^=A+m\hat{A} = A + m; 88 的剩余类域与 vv 的规范一致。

To prove (a) it suffices (General 拓扑, 章 III, § 6, no. 8, 命题 7) to show the following: let F\mathfrak{F} be a Cauchy filter (with respect to the additive uniform 结构) on K∗K^* for which 00 is not a cluster 点;那么双射x↦x−1x \mapsto x^{-1}下F\mathfrak{F}的像是柯西滤波器(相对于加性均匀结构)。因为由于00不是F\mathfrak{F}的簇点,因此存在M∈FM \in \mathfrak{F}和β∈G\beta \in G,使得β\beta是v(M)v(M)的上界。让a∈Ga \in G。 If M′M' is 元素 of F\mathfrak{F} contained in MM and such that v(x−y)>sup⁡(α+2β,β)v(x - y) > \sup(\alpha + 2\beta, \beta) for x∈M′x \in M' and y∈M′y \in M', then v(x−1−y−1)>av(x^{-1} - y^{-1}) > a for x∈M′x \in M' and y∈M′y \in M' (no. 1, 引理1)。 从而(一)。

通过no. 1的命题 1,v∣K∗v|K^*是从K∗K^*到GG的连续同态,因此可以唯一地扩展到从K∗K^*到GG的连续同态00。 关系

v^(x+y)≥inf⁡(v^(x),v^(y)) \hat{v}(x + y) \geq \inf(\hat{v}(x), \hat{v}(y))

在 K∗K^* 中成立,因此通过连续性也在 K^∗\hat{K}^* 中成立。因此 0(扩展v^(0)=+∞\hat{v}(0) = +\infty)是K\mathbf{K}的估值,并且 (b) 得到证明。

我们现在展示(d)。设a∈Ga \in G和x∈S,−{0}x \in \mathscr{S}, -\{0\}。对于VV中的yy,足够接近xx、v^(x)=v^(y)=v(y)\hat{v}(x) = \hat{v}(y) = v(y),因此也接近v^(x)>a\hat{v}(x) > a。相反,令 x∈K^∗x \in \hat{K}^* 使得 v^(x)>a\hat{v}(x) > a;对于K∗K^*中的yy足够接近xx、v(y)=v^(y)=v^(x)v(y) = \hat{v}(y) = \hat{v}(x),因此y∈Vy \in V、从而x∈Sx \in \mathscr{S}。因此S\mathscr{S}是x∈K^x \in \hat{K}的集合,使得v^(x)>a\hat{v}(x) > a。该论证与 Va′V'_a 类似。这就证明了(d)。

考虑一般拓扑的命题7、章III, § 3, no. 4,断言(c)是(d)的推论。 断言 (e) 是 (d) 的特例。最后让x∈A^x \in \hat{A};存在y∈Ay \in A使得v^(x−y)>0\hat{v}(x - y) > 0;然后z=x−y∈m^z = x - y \in \hat{m},因此x=y+z∈A+m^x = y + z \in A + \hat{m};因此A^=A+m^\hat{A} = A + \hat{m},显示(f)。

注 04UZ

对于所有x∈K^x \in \hat{K}而非属于到A^\hat{A},存在x0∈Kx_0 \in K使得v^(x−x0)>0\hat{v}(x - x_0) > 0,v^(x)=v^(x0)=v(x0)<0\hat{v}(x) = \hat{v}(x_0) = v(x_0) < 0;那么x0−1x∈A^x_0^{-1} x \in \hat{A},以及x0−1∈Ax_0^{-1} \in A,可以看出,如果我们集合S=A−{0}S = A - \{0\},就可以写成K^=S−1A^\hat{K} = S^{-1} \hat{A}。

习题

次数 n>1n > 1 且ai≠0a_i \neq 0;证明在区间 [0,n][0, n] 中存在整数的严格递增的序列 (ik)0≤k≤r(i_k)_{0 \leq k \leq r},使得: (1) i0=0i_0 = 0,ir=ni_r = n; (2) v(aik)v(a_{i_k}) 对于0≤k≤r0 \leq k \leq r 是有限的; (3) 对于每个指标jj,使得0≤j≤n0 \leq j \leq n不同于iki_k,使得v(aj)v(a_j)是有限的,点

(j,v(aj))∈R2 (j, v(a_j)) \in \mathbf{R}^2
位于线经过至点 (ik,v(aik))(i_k, v(a_{i_k})) 和 (ik+1,v(aik+1))(i_{k+1}, v(a_{i_{k+1}})) 上方,并且如果 j<ikj < i_k 或 j>ik+1j > i_{k+1} 则严格位于该线上方。 段的并连接点(ik,v(aik))(i_k, v(a_{i_k}))和(ik+1,v(aik+1))(i_{k+1}, v(a_{i_{k+1}}))称为P的牛顿多边形,上面的段称为边,点(ik,v(aik))(i_k, v(a_{i_k}))称为多边形的顶点。

(b) 假设 P 属于的所有零到 K。 证明要使 P 的所有零的估值相同,r=1r = 1 是充分必要的(在其他字中,牛顿多边形约化为单边)。 (为了证明条件是足够的,请考虑乘积P1P2P_1P_2的牛顿多边形,其中P1P_1的所有零在vv的环中可逆,而P2P_2属于的所有vv的理想。)

(c) 假设 P 属于的所有零到 K; 形式 P 的牛顿多边形并写出。

ρk=ik+1−ik,σk=(v(aik+1)−v(aik))/ρk. \rho_k = i_{k+1} - i_k, \quad \sigma_k = (v(a_{i_{k+1}}) - v(a_{i_k}))/\rho_k.
证明,对于0≤k≤r−10 \leq k \leq r - 1,P 恰好承认ρk\rho_k零(用重数的阶来计算),其估值都等于σk\sigma_k(使用(b)并通过归纳对rr进行论证)。

(d) 推广到任何估值vv的情况(在向量 Q-空间Γ(0)\Gamma_{(0)}中嵌入vv的阶群Γ\Gamma,其具有自然全序群结构)。

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参见习题为 § 5。

Google 翻译生成的粗略草稿,质量较低。术语依照术语表,但句子可能有误;之后会由仔细的译文取代。