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7. 近似值定理
1. 有限数估值环的交
令K为域,(Ai)1≤i≤n为K和B=⋂i=1nAi的估值环。我们写pi=B∩m(Ai)。那么 Ai=Bpi 对于所有 i 且 B 的 jie 是 K。
被以下引用 5
被以下引用 习题 2, § 7, 推论 1, 命题 2, 命题 3, 定理 1(估值的近似值定理)
显然Bpi⊂Ai。为了证明逆命题包含,我们需要以下引理:
令vi (1≤i≤n) 为K 和x∈K∗ 的评价。那么存在一个多项式 (X) 形式
f(X)=1+n1X+⋯+nk−1Xk−1+Xk(k≥2, nj∈Z for 1≤j≤k−1)
引用了 1 · 被以下引用 1
引用了 命题 1, VI § 3
被以下引用 习题 1, § 7
这样f(x)=0和元素z=f(x)−1享有1≤i≤n的以下属性:
vi(z)=0ifvi(x)≥0vi(z)+vi(x)>0ifvi(x)<0.
暂时假设引理,我们展示它如何暗示A1⊂Bp1。令 x 为 Ai 的非零元素。我们将引理应用于x,并将vi与Ai相关联。然后vi(z)≥0和vi(zx)≥0对于所有i,因此z∈B和zx∈B。作为v1(x)≥0,v1(z)=0,因此z∈/p1。因此x=zx/z∈Bp1。 域分数 B 然后包含 A1 因此是 K。
我们现在转到引理的证明。令I为指标i的集合,使得vi(x)≥0。对于所有i∈I,让xˉi表示κ(Ai)中x的典范像。对于所有i∈I,我们构造一个多项式,如下:如果存在形式(1)的多项式g(X),使得κ(Ai)中的g(xˉi)=0,我们取,是这样一个多项式;否则我们取fi=1。然后我们写f(X)=1+X2∏i∈Ifi(X)。显然它是形式(1)的多项式。如果i∈I,则f(x)∈Ai,并且(xˉi)=0乘以构造;因此f(x)∈/m(Ai)、vi(f(x))=0和v(z)=0。如果i∈/I,则vi(x)<0,从而vi(f(x))=kvi(x)(§ 3, no. 1,命题 1)并且
vi(x)+vi(z)=(1−k)vi(x)>0
(自 k≥2 起)。 从而引理。
根据命题 1 的假设,进一步假设Ai⊂Aj 对应于i=j。那么pi是B的不同最大理想,B的每个最大理想都等于pi之一。
引用了 2 · 被以下引用 2
引用了 命题 1, 推论, II § 3
被以下引用 命题 2, VI § 5, 定理 1(估值的近似值定理)
如果pi⊂pj代表i=j,则Ai=Bpi⊃Bpj=Aj。然后应用章II, § 3, no. 5就足够了,推论到命题17。
假设 Ai⊂Aj 对应 i=j。对于元素ai∈Ai(1≤i≤n)的每个家庭,都存在x∈B,使得x≡ai(modm(Ai))对应于1≤i≤n。
被以下引用 1
被以下引用 推论 2
由于pi是B、Ai/m(Ai)=Bpi/piBpi=B/pi的最大理想,因此可以假设ai∈B对于所有i。由此得出的推论是,从 B 到 ∏i=1n(B/pi) 的典范映射是满射(章 11、§ 1, no. 2、命题 5)。
假设 Ai⊂Aj 对应 i=j。存在K的元素xi(1≤i≤n)使得vi(xi)=0和vj(xi)>0对于i=j。
引用了 1
引用了 推论 1
对于每个指标i,将推论1应用于(ai)族,使得ai=1和aj=0适用于j=i。
每估价环K包含B包含其中Ai之一。
我们可以将注意力集中在Ai⊂Aj代表i#j的情况。令V为K包含B的估值环。我们写
p=m(V)∩B. 存在最大理想
pi B 包含
p、从而
Ai=Bpi⊂B,⊂V.
2. 独立估值
令A和A′为相同域K的两个估值环。如果K是由A和A′生成的环,则称A和A′是独立的。如果环是独立的,则 K 的两个估值称为独立的,否则称为独立的。
引用了 1 · 被以下引用 1
引用了 命题 6, VI § 4
被以下引用 命题 4
对 K 的不正确估值独立于对 K 的每个估值。为了使 K 上的高度 1 的两个估值是独立的,它们不等价是充分必要的 (§ 4, no. 5, 命题 6 (c))。
定理 1(估值的近似值定理) 04VU
令vi (1≤i≤n) 为域 K 的估值,它们在vi 的对和Γi 阶群中是独立的。设 ai∈K 和 αi∈Γi (1≤i≤n)。那么存在x∈K使得vi(x−ai)≥αi对于所有i
引用了 2 · 被以下引用 7
引用了 命题 1, 命题 2
被以下引用 习题 3, § 7, 推论 1, 习题 8, § 8, 命题 11, VI § 8, 命题 2, VI § 8, 习题 20, § 1, VII § 2. 德德金域名
如果vi不正确,则ai=0和关系vi(x−ai)≥ai对于所有x∈K都成立。因此我们可以假设vi并无不当。
令Ai为vi、B=⋂i=1nAi和pi=m(Ai)∩B的环。到no. 1的命题 1,ai可以写成ai=bi/s(bi∈B,s∈B−{0});如果我们写x=y/s和αi′=αi+vi(s),那么vi(y−6i)≥αi′。这表明我们可以假设 ai∈B 对于所有i;我们也可以假设 αi>0 对于所有i。令vi为z∈K的集合,这样vi(z)≥a,我们写为qi=vi∩B。对于x∈B,vi(x−ai)≥αi相当于x≡ai(qi)。因此,我们需要证明典范同态 B→∏i=1n(B/qi) 是满射,即 qi+qj=B 对应 i=j (章 11, § 1, no. 2, 命题 5)。由于 B 的最大理想是 pi (命题 2),因此只要证明 qi∈/pj 对应 i=j 就足够了。
假设存在i,j使得qi⊂pj和i=j。我们很快就会看到,qi的根式是B的*素的*理想p。然后是p⊂pj,还有αi>0以来的p⊂pi,因此是qi⊂pi。因此 A1=Bs⊂Bp (no. 1, 命题 1) 以及类似的 A1⊂Br。现在,为vi=(0)和vi=Bpiqi(章11、§ 2, no. 4、命题10)、qi=(0)、从而、p=(0)和Br=K。这个与……矛盾假设即A1和A1是独立的。
仍有待证明 p 是质数。现在,这是从以下引理得出的:
设 A 为估值环,b 为 A 与 A 不同的理想。则 b 的根式 c 为素理想。
假设xy∈c。那么存在n≥1使得(xy)n∈b。令 v 为与 A 相关的估值。如果对于例,v(x)≥v(y),则
v(x2n)≥v(xnyn),
从而x2n∈b和x∈c。
对于元素γi∈Γi(1≤i≤n)的每个家庭,都存在x∈K使得vi(x)=γi(1≤i≤n)。
引用了 2 · 被以下引用 2
引用了 命题 1, 定理 1(估值的近似值定理)
被以下引用 推论 4, VI § 8, 命题 9, VII § 1
我们可以假设 Ai=K 对于所有i。那么,对于所有i,都存在一个ai∈K,这样vi(ai)=γi,并且存在一个ar∈Γr,这样γi<ar。我们应用定理 1 到这些元素 ai:存在x∈K使得vi(x−ai)>vi(ai); 从而,如x=ai+(x−ai)、vi(x)=vi(ai)=γi(§3、no. 1、命题 1)。
设Ti为vi在K上定义的拓扑;让Kn被赋予Ti的拓扑乘积。如果vi没有不当的话,Kn的对角线在Kn是密集的。
被以下引用 1
被以下引用 命题 3
假设由 v 和 v′ 定义的拓扑 Tv 和 Tv′ 是相同的。由于 Tv 是 Hausdorff,K2 的对角线是闭合的,因此 v 和 v′ 是相关的(推论 2 到定理 1)。
相反,假设 v 和 v′ 是相关的。那么它们的环A和A′包含在与K不同的同一个环A′′中,并且A′′是评估v′′的环(§4,no. 1, 命题1)。只要证明拓扑 Tv′′ 与 Tv 相同即可。设Γ和Γ′′为v和v′′的阶群。 Γ 到 Γ′′ 上存在递增同态 λ,使得 v′′=A∘v (§4, no. 3)。若a′′∈I?′′,令a∈λ−1(a′′); 条件 v(x)≥α 意味着 v′′(x)≥a′′。设β∈Γ和β′′=λ(β); 条件v(x)≤β意味着v′′(x)≤β′′,因此条件v′′(x)>β′′意味着v(x)>β。由于v和v′′并非不恰当,因此对于Tv和Tv′′,邻域的定义基本系统为0。因此Tv=Tv′′,它完成了证明。
注 (1) 命题 3 表明关系 '“v 和 v′ 是相关的”' 是等价关系。 (2) 考虑到高度 1 的估价和超测量绝对值值 (§ 6, no. 2) 之间的关系,在高度 1 估价的情况下,从等效绝对值值的刻画得出命题3(一般拓扑、章) IX, § 3, no. 2、命题5)。
让 v1,…,vn (n≥2) 成为对相同域 K 的成对相关估值。那么 v1,…,vn 生成子环 δ K 的环 A1,…,An 与 K 不同。
引用了 2 · 被以下引用 1
引用了 推论, VI § 4, 定义 1
被以下引用 定理 1, VI § 8
对于 n=2 命题 4,从定义 1 得出。假设它适用于 n−1 估值。则存在与 K 不同的 K 的子环 A 和包含 A1,…,An−1;还存在子环 B =K 包含于 An−1 和 An。由于 A 和 B 包含于 An−1,它们在包含方面具有可比性(§ 4, no. 1,命题 1 的推论)。因此,这两者中较大的一个为包含所有 Ai。
3. 绝对值的情况
定理 2(绝对值值的近似值定理) 04W0
令 fi (1≤i≤n) 为绝对值,且与域 K 相同,这不是不恰当的,并且没有两个是等价的。设ai (1≤i≤n)为K和ε实数>0的元素。那么存在 x∈K 使得 fi(x−ai)≤ε 对于所有 i。
被以下引用 1
被以下引用 命题 11, VI § 8
让Ki表示域K,拓扑由fi定义。待证明的结果等价于:在乘积P=K1×⋯×Kn中,对角线D的闭包D等于P。这对于n=1来说是显而易见的。假设在k<n有k绝对值的情况下,这个点已经成立。
我们首先证明,对于2≤h≤n,K 存在元素 xh,使得f1(xh)<1,f2(xh)>1 和fi(xh)=1 对于3≤i≤h。我们在归纳在h争论。如果h=2,这是因为f1和f2不等价。因此我们假设xh−1的存在性已被证明,并证明xh的存在性。如果fh(xh−1)=1,我们可以取xh=xh−1;如果fh(xh−1)=1,我们选择z∈K∗,这样fh(z)=1和xh=z(xh−1)s可以解决问题的s足够大。这样我们就证明了xh的存在。
由于整数q趋于无穷大,f1(xnq)趋于0,f2(xnq)趋于+∞,fi(xnq)趋向于0或+∞(对于i≥3)。写yq=xnq(1+xnq)−1,
1−yq=(1+xnq)−1; 因此,序列
(yq)在
K1中趋于0,在
K2中趋于1,在
Ki中对于
i≥3趋于0或1。通过改变
Ki的编号,因此可以假设存在整数
r(
1≤r<n)使得
D包含点
(e1,…,en)其中
ei=1代表
1≤i≤r并且
ei=0 换
r+1≤i≤n。现在,
D 是 P 的向量子 K 空间。因此
D 包含的对角线 D' 和 D''
P′=K1×⋯×Kr, 和
P′′=Kr+1×⋯×Kn。 归纳假设、
P′=D′ 和
P′′=D′′。因此
D=P。
习题
参见习题为 § 7。