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1. 克鲁尔域
1. 整环的 DMSORIAL 理想
K K K 的每个有限生成的子A模块a a a 都是分数理想:因为如果( a i ) 1 ≤ i ≤ n (a_i)_{1 \leq i \leq n} ( a i ) 1 ≤ i ≤ n 是a a a 的生成元的系统,我们可以写成a i = b i / d i a_i = b_i/d_i a i = b i / d i ,其中b i ∈ A b_i \in A b i ∈ A ,d i ∈ A d_i \in A d i ∈ A 和d , ≠ 0 d, \neq 0 d , = 0 ;如果d = d 1 … d n d = d_1 \ldots d_n d = d 1 … d n ,显然是d a ⊂ A da \subset A d a ⊂ A 。特别是 K K K 的单生子 A 模是分数理想(回想一下,它们在代数、章 VI, § 1, no. 5 中被称为分数主理想)。如果 A A A 是诺特,则每个分数理想都无限生成 A-模。 A A A 分数理想的每个子 A 模都是分数理想。 A A A 的每个理想都是分数理想;为了避免混淆,这些也被称为A A A 的积分理想。
我们用I ( A ) I(A) I ( A ) 集合表示A A A 的非零分数理想。给定I ( A ) I(A) I ( A ) 的两个元素a , b a, b a , b ,我们将为关系写出a ≺ b a \prec b a ≺ b (或b ≻ a b \succ a b ≻ a )“每个分数主理想包含a a a 也包含b b b ”;显然这个关系是在I ( A ) I(A) I ( A ) 上预购的。让R R R 表示关联的等价关系“a ≺ b a \prec b a ≺ b 和b ≺ a b \prec a b ≺ a ”(集合理论,章III, § 1, no. 2)和D ( A ) D(A) D ( A ) 商集I ( A ) / R I(A)/R I ( A ) / R ;我们可以说,D ( A ) D(A) D ( A ) 的元素是A A A 的除子,并且对于每个分数理想a ∈ I ( A ) a \in I(A) a ∈ I ( A ) ,我们将用D ( A ) D(A) D ( A ) 中的a a a 的div a \operatorname{div} a div a (或div , a \operatorname{div}, a div , a )典范像表示,并且我们应该说div a \operatorname{div} a div a 是a a a 的除子d \mathfrak{d} d ;如果a = A x a = Ax a = A x 是分数主理想,我们写div(x)而不是div(Ax),div(x)被称为x的除子; 形式 div(x) 的 D(A) 的元素称为本金除子。通过取商,I(A) 上的预排序≺ \prec ≺ D(A) 上的定义,我们将用⩽ \leqslant ⩽ 表示。
对于所有a ∈ I ( A ) a \in I(A) a ∈ I ( A ) ,A 中存在假设一些d ≠ 0 d \neq 0 d = 0 ,使得a ⊂ A d − 1 a \subset Ad - 1 a ⊂ A d − 1 ;因此,分数主理想包含 a 的交 a ~ \tilde{a} a ~ 是 I(A) 的元素。显然关系a ≺ b a \prec b a ≺ b 等价于关系a ~ ⊃ 6 \tilde{a} \supset 6 a ~ ⊃ 6 ;因此关系a ⊃ b a \supset b a ⊃ b 意味着a ≺ b a \prec b a ≺ b 。为了使 I(A) 的两个元素 a , b a, b a , b 等效于模 R,a ~ = 6 \tilde{a} = 6 a ~ = 6 是充分必要的。
I(A) 的每个元素 a 使得 a = a ~ a = \tilde{a} a = a ~ 称为 A 的除数分数理想。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 I § 2. 平模(*)
被以下引用 推论 2
在其他字中,除数理想只是一个非空分数主理想族的非零交。每个非零交的除数理想都是除数理想。如果 a 是除数,那么 ax 对于所有 x ∈ K ∗ x \in K^* x ∈ K ∗ ,映射 b ↦ b x b \mapsto bx b ↦ b x 是集合的分数主理想的双射到自身,对于所有 a ∈ I ( A ) a \in I(A) a ∈ I ( A ) ,6 是最小除数理想包含 a 并且相当于模 R。此外,如果b b b 是除数理想,相当于模 R,然后是 a ~ = 6 = b \tilde{a} = 6 = b a ~ = 6 = b 。因此 5 是唯一的除数理想 b b b ,使得 div a = a = a = div b b b (在其他除数理想的字中,映射 a ↦ a \mapsto a ↦ div a a a 到集合的限制是单射的)。
令 a 和 b 为 K 的两个分数理想。回想一下 (章 I, § 2, no. 10),b : a b : a b : a 表示 x ∈ K x \in K x ∈ K 的集合,使得 x a ⊂ b xa \subset b x a ⊂ b ;这显然是A-模;如果 b ∈ I ( A ) b \in I(A) b ∈ I ( A ) 和 a ∈ I ( A ) a \in I(A) a ∈ I ( A ) ,则 b : a ∈ I ( A ) b : a \in I(A) b : a ∈ I ( A ) ;因为如果d d d 是A的非零元素,使得d b ⊂ A db \subset A d b ⊂ A 和d a ⊂ A da \subset A d a ⊂ A 以及a a a 是A ∩ a A \cap a A ∩ a 的非零元素,则d a ( b : a ) ⊂ A da(b : a) \subset A d a ( b : a ) ⊂ A ;另一方面,如果b ≠ 0 b \neq 0 b = 0 属于到b b b ,则b d a ⊂ b bda \subset b b d a ⊂ b ,因此b d ∈ b : a bd \in b : a b d ∈ b : a 和b : a ≠ 0 b : a \neq 0 b : a = 0 。
b : a b : a b : a 的定义也可以写成:
( 1 ) b : a = ⋂ x ∈ a , x ≠ 0 b x − 1 .
(1) \quad b : a = \bigcap_{x \in a, x \neq 0} b x^{-1}.
( 1 ) b : a = x ∈ a , x = 0 ⋂ b x − 1 .
(b) 令 a, b 在 I(A) 中。在阶那个diva = a = a = divb b b 中,A : a = A : b A : a = A : b A : a = A : b 是必要且充分的。
(c) 对于所有 a ∈ I ( A ) a \in I(A) a ∈ I ( A ) 、6 = A : ( A : a ) 6 = A : (A : a) 6 = A : ( A : a ) 。
断言 (a) 直接从等式 (1) 得出,因为如果 b b b 是除数,则对于所有 x ≠ 0 x \neq 0 x = 0 ,b x − 1 b x^{-1} b x − 1 也是除数。
为了显示 (b),令 P ( a ) P(a) P ( a ) 表示分数主理想包含 a 的集合; 关系 A x ∈ P ( a ) Ax \in P(a) A x ∈ P ( a ) 相当于x − 1 a ⊂ A x^{-1} a \subset A x − 1 a ⊂ A ,因此也相当于x − 1 ∈ A : a x^{-1} \in A : a x − 1 ∈ A : a 。由于关系 div a = a = a = div b b b 乘以定义等价于P ( a ) = P ( b ) P(a) = P(b) P ( a ) = P ( b ) ,因此也等价于A : a = A : b A : a = A : b A : a = A : b 。
最后为a ( A : a ) ⊂ A , a ⊂ A : ( A : a ) a(A : a) \subset A, a \subset A : (A : a) a ( A : a ) ⊂ A , a ⊂ A : ( A : a ) 。在这个公式中替换a a a 通过A : a A : a A : a ,可以看出A : a ⊂ A : ( A : ( A : a ) ) A : a \subset A : (A : (A : a)) A : a ⊂ A : ( A : ( A : a )) ;另一方面,关系a ⊂ A : ( A : a ) a \subset A : (A : a) a ⊂ A : ( A : a ) 意味着
A : a ⊃ A : ( A : ( A : a ) ) .
A : a \supset A : (A : (A : a)).
A : a ⊃ A : ( A : ( A : a )) . 因此
A : a = A : ( A : ( A : a ) ) A : a = A : (A : (A : a)) A : a = A : ( A : ( A : a )) 并且从 (b) 可以得出
div a = div ( A : ( A : a ) ) \operatorname{div} a = \operatorname{div}(A : (A : a)) div a = div ( A : ( A : a )) 由于
A : ( A : a ) A : (A : a) A : ( A : a ) 能被(a)整除,当然也有
6 = A : ( A : a ) 6 = A : (A : a) 6 = A : ( A : a ) ,这就证明了(c)。
(i) 在D ( A ) D(A) D ( A ) 中,上面有界的每个非空集合至少承认上界。更准确地说,如果 ( a i ) (a_i) ( a i ) 是 I ( A ) I(A) I ( A ) 的元素的非空族,并且在上面有界,那么
sup ( div a i ) = div ( ⋂ i 5 i ) .
\sup(\operatorname{div} a_i) = \operatorname{div}\left( \bigcap_i 5_i \right).
sup ( div a i ) = div ( i ⋂ 5 i ) . (ii)
在D ( A ) D(A) D ( A ) 中,每个有界的非空集合都承认下确界。更准确地说,如果 ( a i ) (a_i) ( a i ) 是 I ( A ) I(A) I ( A ) 的元素的非空族,其下界如下,则 inf ( div a i ) = div ( ∑ i a i ) .
\inf(\operatorname{div} a_i) = \operatorname{div}\left( \sum_i a_i \right).
inf ( div a i ) = div ( i ∑ a i ) . (iii) *集合
D ( A ) D(A) D ( A ) 是一个格子。
被以下引用 5 被以下引用 引理 1 , 注 , 推论 , 命题 3 , 命题 7
令 ( a i ) (a_i) ( a i ) 为 I ( A ) I(A) I ( A ) 的元素的非空族,其上界。说一个除数理想b b b 限制了上面这个族,等于说它包含在所有a i a_i a i 中,也就是说b b b 包含在⋂ i 6 i \bigcap_i 6_i ⋂ i 6 i 中。因此 ⋂ i a i ≠ ( 0 ) \bigcap_i a_i \neq (0) ⋂ i a i = ( 0 ) 和 ⋂ i 6 i \bigcap_i 6_i ⋂ i 6 i 是一个除理想,它显示 (i)。
现在让 ( 6 i ) (6_i) ( 6 i ) 成为 I ( A ) I(A) I ( A ) 的元素的非空族,其边界如下。说除数理想 b b b 限制了下面这个族,意味着它包含所有a i a_i a i ,也就是说(因为b b b 是除数)它包含所有a i a_i a i ,或者也b ⊃ ∑ i a i b \supset \sum_i a_i b ⊃ ∑ i a i 。这就证明了(ii)。
最后,为了证明(iii),由(i)和(ii)足以证明,如果a , b a, b a , b 在I ( A ) I(A) I ( A ) 中,则集合{ a , b } \{a, b\} { a , b } 在I ( A ) I(A) I ( A ) 中上下界;现在它的边界是a ∩ b a \cap b a ∩ b (与( 0 ) (0) ( 0 ) 不同)。对于a + b ∈ I ( A ) a + b \in I(A) a + b ∈ I ( A ) ,它的边界是a + b a + b a + b :如果d d d 和d ′ d' d ′ 是A A A 的非零元素,使得d a ⊂ A da \subset A d a ⊂ A 和d ′ b ⊂ A d'b \subset A d ′ b ⊂ A ,则d d ′ ( a + b ) ⊂ A dd'(a + b) \subset A d d ′ ( a + b ) ⊂ A 。
如果x , y x, y x , y 和x + y x + y x + y 在K ∗ K^* K ∗ 中,则div ( x + y ) ≥ inf ( div ( x ) , div ( y ) ) \operatorname{div}(x + y) \geq \inf(\operatorname{div}(x), \operatorname{div}(y)) div ( x + y ) ≥ inf ( div ( x ) , div ( y )) 。
A ( x + y ) ⊂ A x + A y A(x + y) \subset Ax + Ay A ( x + y ) ⊂ A x + A y ,因此div ( x + y ) ≥ div ( A x + A y ) \operatorname{div}(x + y) \geq \operatorname{div}(Ax + Ay) div ( x + y ) ≥ div ( A x + A y ) 。
2. D(A) 上的幺半群结构
设a , a ′ , b , b ′ a, a', b, b' a , a ′ , b , b ′ 为I ( A ) I(A) I ( A ) 的元素。 关系 a > a ′ a > a' a > a ′ 和b > b ′ b > b' b > b ′ 意味着a b > a ′ b ′ ab > a'b' ab > a ′ b ′ 。
引用了 2 引用了 命题 2 , A VI § 1. 。订购群。分割性
我们可以将注意力限制在b = b ′ b = b' b = b ′ 的情况。则设A x Ax A x 为分数主理想包含a ′ b a'b a ′ b ;对于b b b 、A x ⊃ a ′ y Ax \supset a'y A x ⊃ a ′ y 的每个非零元素y y y ,以及A x y − 1 ⊃ a ′ Axy^{-1} \supset a' A x y − 1 ⊃ a ′ 、从而A x y − 1 ⊃ a Axy^{-1} \supset a A x y − 1 ⊃ a 和A x ⊃ a y Ax \supset ay A x ⊃ a y 。变化y y y ,可以看出A x ⊃ a b Ax \supset ab A x ⊃ ab ,从而a b > a ′ b ab > a'b ab > a ′ b 。
从命题 3 可以得出I ( A ) I(A) I ( A ) 定义上的乘法,通过经过得到合成在D ( A ) D(A) D ( A ) 上的商律,显然是结合律和交换律。它是附加的,这样我们就可以写:
div ( a b ) = div a + div b ,
\text{div}(ab) = \text{div } a + \text{div } b,
div ( ab ) = div a + div b ,
I ( A ) I(A) I ( A ) 中的 a , b a, b a , b 。显然,对于这个加法,div ( 1 ) \text{div}(1) div ( 1 ) 是单位元素;这个元素用0表示。命题3进一步证明D ( A ) D(A) D ( A ) 上的阶结构与这个加法*相容的*(*代数*,章VI, § 1, no. 1),更准确地说(no. 1、命题 2 (ii)):
inf ( div a + div b , div a + div c ) = inf ( div ( a b ) , div ( a c ) ) = div ( a b + a c ) = div ( a ( b + c ) ) = div a + div ( b + c ) = div a + inf ( div b , div c ) .
\inf(\text{div } a + \text{div } b, \text{div } a + \text{div } c) = \inf(\text{div}(ab), \text{div}(ac)) = \text{div}(ab + ac)
= \text{div}(a(b + c)) = \text{div} a + \text{div}(b + c) = \text{div} a + \inf(\text{div } b, \text{div } c).
inf ( div a + div b , div a + div c ) = inf ( div ( ab ) , div ( a c )) = div ( ab + a c ) = div ( a ( b + c )) = div a + div ( b + c ) = div a + inf ( div b , div c ) .
对于分数理想a ≠ 0 a \neq 0 a = 0 ,在D ( A ) D(A) D ( A ) 中,div a ≥ 0 \text{div } a \geq 0 div a ≥ 0 是这样的,a ⊂ A a \subset A a ⊂ A 是必要且充分的(在其他字中,a a a 是A A A 的*整的*理想)。
对于K ∗ K^* K ∗ 中的两个元素x , y x, y x , y ,关系div ( x ) = div ( y ) \text{div}(x) = \text{div}(y) div ( x ) = div ( y ) 相当于A x = A y Ax = Ay A x = A y ; A A A 的主除子与序关系以及由D ( A ) D(A) D ( A ) 上的主律诱导的幺半群集合是一个*有序的群*规范同构于由相反的序关系排序的分数主理想的乘法群包含(*代数*,章VI, § 1, no. 5)。 关系 S S S 两个元素 P , Q P, Q P , Q 与 D ( A ) D(A) D ( A ) 之间:
“存在x ∈ K ∗ x \in K^* x ∈ K ∗ 使得P = Q + div ( x ) P = Q + \text{div}(x) P = Q + div ( x ) ”
因此是等价关系,因为关系P = Q + div ( x ) P = Q + \text{div}(x) P = Q + div ( x ) 等价于Q = P + div ( x − 1 ) Q = P + \text{div}(x^{-1}) Q = P + div ( x − 1 ) ;如果P P P 和Q Q Q 模S S S 全等,则它们被称为*等价于A A A 的除子*。显然,关系S S S 与幺半群D ( A ) D(A) D ( A ) 的律兼容,因此后者定义,通过取商,在D ( A ) / S D(A)/S D ( A ) / S 上得到幺半群结构;这个幺半群被称为 A* 的 *除子类幺半群。
如果div b = div a + div ( x ) \operatorname{div} b = \operatorname{div} a + \operatorname{div}(x) div b = div a + div ( x ) 对于某些x ∈ K ∗ x \in K^* x ∈ K ∗ ,则div b = div ( x a ) \operatorname{div} b = \operatorname{div}(xa) div b = div ( x a ) ,并且由于b b b 和x a xa x a 是除数,b = x a b = xa b = x a ,这证明了命题。
令 a a a 为可逆分数理想 (章 II, § 5, no. 6);那么 a = A : ( A : a ) a = A : (A : a) a = A : ( A : a ) (loc.cit. , 命题 10) 因此 a a a 是 除数 (no. 1, 命题 1)。因此,可逆分数理想的群J ( A ) J(A) J ( A ) 可与幺半群D ( A ) D(A) D ( A ) 的子群和D ( A ) / S D(A)/S D ( A ) / S 中J ( A ) J(A) J ( A ) 的典范像以及*射影*的类的群识别A A A -*秩* 1 的模块(章 II, § 5, no. 7,推论 2 至命题 12 和 注 1)。
假设D ( A ) D(A) D ( A ) 是群。让x ∈ K x \in K x ∈ K ;假设A [ x ] A[x] A [ x ] 包含在K K K 的有限生成的子A A A 模块中。然后我们看到(no. 1)a = A [ x ] a = A[x] a = A [ x ] 是I ( A ) I(A) I ( A ) 的元素。然后x a ⊂ a xa \subset a x a ⊂ a ,因此div ( x ) + div a ≥ div a \operatorname{div}(x) + \operatorname{div} a \geq \operatorname{div} a div ( x ) + div a ≥ div a 。由于D ( A ) D(A) D ( A ) 是有序的群,我们将结论表示div ( x ) ≥ 0 \operatorname{div}(x) \geq 0 div ( x ) ≥ 0 、从而x ∈ A x \in A x ∈ A 。因此A A A 是完全整体封闭的(章V, § 1,编号4 ,定义5)。
相反,假设A A A 是完全积分闭的。令 a a a 为除数理想。我们将证明div a + div ( A : a ) = 0 \operatorname{div} a + \operatorname{div}(A : a) = 0 div a + div ( A : a ) = 0 ,这将证明D ( A ) D(A) D ( A ) 是群。作为 a ( A : a ) ⊂ A a(A : a) \subset A a ( A : a ) ⊂ A ,足以 (no. 1) 验证每个分数主理想 A x − 1 Ax^{-1} A x − 1 其中包含 a ( A : a ) a(A : a) a ( A : a ) 也包含 A A A 。现在,对于y ∈ K ∗ y \in K^* y ∈ K ∗ ,关系A y ⊃ a Ay \supset a A y ⊃ a 意味着y − 1 ∈ A : a y^{-1} \in A : a y − 1 ∈ A : a ,从而y − 1 a ⊂ a ( A : a ) ⊂ A x − 1 y^{-1}a \subset a(A : a) \subset Ax^{-1} y − 1 a ⊂ a ( A : a ) ⊂ A x − 1 ,因此x a ⊂ A y xa \subset Ay x a ⊂ A y 。由于 a a a 是除数,因此我们对所有 n ∈ N n \in \mathbf{N} n ∈ N 推出 x a ⊂ a xa \subset a x a ⊂ a 、从而 x n a ⊂ a x^n a \subset a x n a ⊂ a 。存在K ∗ K^* K ∗ 的元素x 0 , x 1 x_0, x_1 x 0 , x 1 使得A x 0 ⊂ a ⊂ A x 1 Ax_0 \subset a \subset Ax_1 A x 0 ⊂ a ⊂ A x 1 ;因此x n x 0 ∈ A x 1 x^n x_0 \in Ax_1 x n x 0 ∈ A x 1 ,从而x n ∈ A x 1 x 0 − 1 x^n \in Ax_1 x_0^{-1} x n ∈ A x 1 x 0 − 1 。由于A A A 是全积分闭的,x ∈ A x \in A x ∈ A ,即A x − 1 ⊃ A Ax^{-1} \supset A A x − 1 ⊃ A ,完成证明。
注,如果A A A 完全积分闭(甚至诺特),则A A A 的除数理想不一定是可逆的,在其他字中,一般来说J ( A ) ≠ D ( A ) J(A) \neq D(A) J ( A ) = D ( A ) (习题2和§ 3, no. 2, 命题 1)。
令A A A 为完全积分闭域,a a a 为A A A 的除数分数理想。然后,对于 A A A 的每个分数理想 b ≠ 0 b \neq 0 b = 0 ,div ( a : b ) = div a − div b \operatorname{div}(a : b) = \operatorname{div} a - \operatorname{div} b div ( a : b ) = div a − div b
引用了 2 · 被以下引用 1 引用了 命题 2 , A VI § 1. 。订购群。分割性
被以下引用 推论 2, VI § 1
根据no. 1的公式(1):
div ( a : b ) = div ( ⋂ y ∈ b , y ≠ 0 y − 1 a ) = sup y ∈ b , y ≠ 0 div ( y − 1 a )
\operatorname{div}(a : b) = \operatorname{div}\left( \bigcap_{y \in b, y \neq 0} y^{-1}a \right) = \sup_{y \in b, y \neq 0} \operatorname{div}(y^{-1}a)
div ( a : b ) = div y ∈ b , y = 0 ⋂ y − 1 a = y ∈ b , y = 0 sup div ( y − 1 a )
考虑到命题 2 以及分数理想 y − 1 a y^{-1}a y − 1 a 是除数的事实。但由于 D ( A ) D(A) D ( A ) 是有序的群 (代数 , 章 VI, § 1, no. 8):
sup y ∈ b , y ≠ 0 div ( y − 1 a ) = sup y ∈ b , y ≠ 0 ( div a − div ( y ) ) = div a − inf y ∈ b , y ≠ 0 div ( y ) = div a − div b .
\sup_{y \in b, y \neq 0} \operatorname{div}(y^{-1}a) = \sup_{y \in b, y \neq 0} (\operatorname{div} a - \operatorname{div}(y)) \\
= \operatorname{div} a - \inf_{y \in b, y \neq 0} \operatorname{div}(y) = \operatorname{div} a - \operatorname{div} b.
y ∈ b , y = 0 sup div ( y − 1 a ) = y ∈ b , y = 0 sup ( div a − div ( y )) = div a − y ∈ b , y = 0 inf div ( y ) = div a − div b .
3. 克鲁尔域
如果存在对域的分数 K K K 的 A A A 进行估值的( v i ) i ∈ I (v_i)_{i \in I} ( v i ) i ∈ I 族,并且具有以下属性,则 n 整环 A A A 被称为克鲁尔域: (AKI _I I ) 估值v i v_i v i 是离散的; (AKI I _{II} I I )v i v_i v i 环交为A A A ; (AKI I I _{III} I I I ) 对于所有 x ∈ K ∗ x \in K^* x ∈ K ∗ 、集合或指标 t ∈ I t \in I t ∈ I ,使得 v t ( x ) ≠ 0 v_t(x) \neq 0 v t ( x ) = 0 是有限的。
引用了 1 · 被以下引用 5 引用了 例 (4), VI § 3
被以下引用 § 1. 克鲁尔域 , 命题 12 , 命题 6 , 推论 2 , 定理 4
显然,验证条件(AKI I I _{III} I I I )对于A − ( 0 ) A - (0) A − ( 0 ) 的元素x x x 就足够了。
例 (1) 每个离散估值环都是一个Krull域。 (2) 更一般地,每个主理想整环A A A 都是一个Krull域。令( p i ) i ∈ I (p_i)_{i \in I} ( p i ) i ∈ I 为A A A 的极值元素的代表系统,令v i v_i v i 为由p i p_i p i 定义的A A A 的分数域的估值(章VI, § 3, no. 3, 例4)。立即可见族( v i ) i ∈ I (v_i)_{i \in I} ( v i ) i ∈ I 满足性质(AKI _I I )、(AKI I _II I I )和(AKI I I _{III} I I I )。 (3) 设F F F 为域,( R i ) 1 ≤ i ≤ n (R_i)_{1 \leq i \leq n} ( R i ) 1 ≤ i ≤ n 为F F F 的子环的有限族,它们是Krull域。那么他们的交S = ⋂ j = 1 n R j S = \bigcap_{j=1}^n R_j S = ⋂ j = 1 n R j ,就是一个Krull域。对于 1 ≤ j ≤ n 1 \leq j \leq n 1 ≤ j ≤ n 令 ( v j , t ) t ∈ I j (v_{j,t})_{t \in I_j} ( v j , t ) t ∈ I j 为 R j R_j R j 、满足 (AKI _I I )、(AKI I _{II} I I )、(AKI I I _{III} I I I ) 的分数域的评估族(其中 A A A 替换为R j R_j R j )。让w j , t w_{j,t} w j , t 表示S S S 分数中v j , t v_{j,t} v j , t 到域的限制。那么族( v j , t ) 1 ≤ j ≤ n , t ∈ I j (v_{j,t})_{1 \leq j \leq n, t \in I_j} ( v j , t ) 1 ≤ j ≤ n , t ∈ I j 显然满足(AKI I _{II} I I )(其中A A A 被S S S 替代)并且也满足(AKI I I _{III} I I I ),因为指标j j j 的集合是有限的。估值w j , t w_{j,t} w j , t 要么是离散的,要么是不正确的。通过仅保留那些离散的,可以获得明显满足(AKI _I I )、(AKI I _{II} I I )和(AK, , _{,,} ,, )的族(其中A A A 被S S S 替代)。因此 S S S 肯定是一个 Krull 域。 (4) 特别地,如果A A A 是Krull域,并且分数的域、A A A 的K K K 、K ′ K' K ′ 、子域,则K ′ ∩ A K' \cap A K ′ ∩ A 是Krull域。
令A A A 为整环。要使A A A 成为克鲁尔域,满足以下两个条件是必要且充分的: (a)A A A 完全整体封闭; (b) A A A 的每个非空除积分理想族都承认极大元素(相对于关系⊂ \subset ⊂ )。 此外,如果P ( A ) P(A) P ( A ) 是D ( A ) D(A) D ( A ) 的极值元素的集合,则P ( A ) P(A) P ( A ) 是Z \mathbf{Z} Z 模D ( A ) D(A) D ( A ) 的基,D ( A ) D(A) D ( A ) 的正元素是线性组合 / 元素 / P ( A ) P(A) P ( A ) ,系数为≥ 0 \geq 0 ≥ 0 。
引用了 2 · 被以下引用 3 引用了 定义 3, VI § 3 , 推论, VI § 4
被以下引用 § 1. 克鲁尔域 , 推论 2 , VII § 4. 模过度封闭诺特域
令 A A A 为克鲁尔域。它是完全整体封闭的(章VI, § 4, no. 5,推论命题9)。令( v i ) i ∈ I (v_i)_{i \in I} ( v i ) i ∈ I 为A A A 满足(AKI _I I )、(AKI I _{II} I I )和(AKI I I _{III} I I I )的分数K K K 的域的估值族。 v i v_i v i 可以假设是标准化的 (章 VI, § 3, no. 6, 定义 3)。对于所有a ∈ I ( A ) a \in I(A) a ∈ I ( A ) ,我们应该写:
v t ( a ) = sup a ⊂ A x ( v t ( x ) ) ;
v_t(a) = \sup_{a \subset Ax} (v_t(x));
v t ( a ) = a ⊂ A x sup ( v t ( x )) ;
那么v t ( a ) ∈ Z v_t(a) \in \mathbf{Z} v t ( a ) ∈ Z ,对于,如果a a a 是a a a 的非零元素,关系A x ⊃ A a Ax \supset Aa A x ⊃ A a 意味着v t ( x ) ≤ v t ( a ) v_t(x) \leq v_t(a) v t ( x ) ≤ v t ( a ) (通过(AKI I I _{III} I I I )),这表明v t ( x ) v_t(x) v t ( x ) (a ⊂ A x a \subset Ax a ⊂ A x )的族上面有界。我们建立以下属性:
(1) 令a a a 为除数分数理想;在阶和 y ∈ a y \in a y ∈ a 中,v t ( y ) ≥ v t ( a ) v_t(y) \geq v_t(a) v t ( y ) ≥ v t ( a ) 对于所有 t ∈ I t \in I t ∈ I 是必要且充分的。
由于a a a 是除数,关系y ∈ a y \in a y ∈ a 等价于关系““a ⊂ A x a \subset Ax a ⊂ A x 意味着y ∈ A x y \in Ax y ∈ A x ”。现在,通过(AKI I _{II} I I ),关系y ∈ A x y \in Ax y ∈ A x 等价于“v t ( y ) ≥ v t ( x ) v_t(y) \geq v_t(x) v t ( y ) ≥ v t ( x ) ” t ∈ I t \in I t ∈ I ”。从而 (1)。
(2) 设a a a 和b b b 为A A A 的两个除数分数理想;在阶和 a ⊂ b a \subset b a ⊂ b 中,v t ( a ) ≥ v t ( b ) v_t(a) \geq v_t(b) v t ( a ) ≥ v t ( b ) 对于所有 t ∈ I t \in I t ∈ I 是必要且充分的。
这紧随性质 (1) 而来。
(3) 如果x ∈ K ∗ x \in K^* x ∈ K ∗ ,则v t ( A x ) = v t ( x ) v_t(Ax) = v_t(x) v t ( A x ) = v t ( x ) 。
如果A y ⊃ A x Ay \supset Ax A y ⊃ A x ,则v t ( y ) ≤ v t ( x ) v_t(y) \leq v_t(x) v t ( y ) ≤ v t ( x ) 除以(AKI I _{II} I I ),并且在y = x y = x y = x 处取v t ( y ) v_t(y) v t ( y ) 的最小值。
(4) 对于所有 a ∈ I ( A ) a \in I(A) a ∈ I ( A ) 、指标 t ∈ I t \in I t ∈ I ,使得 v t ( a ) ≠ 0 v_t(a) \neq 0 v t ( a ) = 0 在数中是有限的。
K ∗ K^* K ∗ 中存在x , y x, y x , y 使得A x ⊂ a ⊂ A y Ax \subset a \subset Ay A x ⊂ a ⊂ A y 。根据性质 (2) 和 (3),对于所有 t ∈ I t \in I t ∈ I ,v t ( x ) ≥ v t ( a ) ≥ v t ( y ) v_t(x) \geq v_t(a) \geq v_t(y) v t ( x ) ≥ v t ( a ) ≥ v t ( y ) 。然后就可以申请(AKI I I _{III} I I I )。
因此,我们展示了以下引理:
If A A A is a Krull domain and ( v t ) t (v_t)_t ( v t ) t , is a family of normed valuations on K K K satisfying (AKI _I I ), (AKI I _{II} I I ) and (AKI I I _{III} I I I ), the mapping a ↦ ( v t ( a ) ) t ∈ I a \mapsto (v_t(a))_{t \in I} a ↦ ( v t ( a ) ) t ∈ I is a decreasing injective mapping of the set of divisorial integer ideals of A A A (ordered by ⊂ \subset ⊂ ) to the set of positive elements & the ordered group the direct sum Z ( I ) \mathbf{Z}^{(I)} Z ( I ) .
引用了 3 · 被以下引用 1 引用了 定理 2, A VI § 1 , 命题 2 , 定理 1
被以下引用 推论 2
既然如此,Z ( I ) \mathbf{Z}^{(I)} Z ( I ) 的每个非空正集元素都有一个最小的元素(*代数*,章VI, § 1, no. 13,定理2)。因此A A A 当然满足叙述的性质(b)。
相反,令A A A 为叙述的整环满足性质(a)和(b)。由于 A A A 是完全积分闭的,D ( A ) D(A) D ( A ) 是有序的群 (no. 2, 定理 1)。这个群是一个格子(no. 1,命题2)。到叙述的条件 (b) 时,D ( A ) D(A) D ( A ) 的正元素的每个非空族都具有最小元素。令P ( A ) P(A) P ( A ) 为D ( A ) D(A) D ( A ) 的极值元素的集合。那么 (代数 , 章 VI, § 1, no. 13, 定理 2) P ( A ) P(A) P ( A ) 是 Z \mathbf{Z} Z 模 D ( A ) D(A) D ( A ) 的基,D ( A ) D(A) D ( A ) 的正元素是线性组合, 正整数元素的系数P ( A ) P(A) P ( A ) 。
因此,对于x ∈ K ∗ x \in K^* x ∈ K ∗ ,有理数整数v P ( x ) v_P(x) v P ( x ) (对于P ∈ P ( A ) P \in P(A) P ∈ P ( A ) )定义如下:
div ( x ) = ∑ P ∈ P ( A ) v P ( x ) ⋅ P .
\text{div}(x) = \sum_{P \in P(A)} v_P(x) \cdot P.
div ( x ) = P ∈ P ( A ) ∑ v P ( x ) ⋅ P .
我们还写v P ( 0 ) = + ∞ v_P(0) = +\infty v P ( 0 ) = + ∞ 。
从关系
div ( x y ) = div ( x ) + div ( y )
\text{div}(xy) = \text{div}(x) + \text{div}(y)
div ( x y ) = div ( x ) + div ( y )
和
div ( x + y ) ≥ inf ( div ( x ) , div ( y ) ) ,
\text{div}(x + y) \geq \inf(\text{div}(x), \text{div}(y)),
div ( x + y ) ≥ inf ( div ( x ) , div ( y )) ,
对于K ∗ K^* K ∗ 中的x , y x, y x , y 和x + y x + y x + y ,我们推断v P v_P v P 是K K K 的*离散估值*。在阶那个x ∈ A x \in A x ∈ A 中,div ( x ) ≥ 0 \text{div}(x) \geq 0 div ( x ) ≥ 0 是必要且充分的,即对于所有P ∈ P ( A ) P \in P(A) P ∈ P ( A ) 来说v P ( x ) ≥ 0 v_P(x) \geq 0 v P ( x ) ≥ 0 。因此 v P v_P v P 满足条件 (AK1 _1 1 ) 和 (AK11 _{11} 11 ) 显然还有 (AKI I I _{III} I I I )。
积分闭域诺特域是完全积分闭域 (章 V, § 1, no. 4)。
存在非诺特克鲁尔域,对于例多项式环 K [ X n ] n ∈ N K[X_n]_{n \in \mathbf{N}} K [ X n ] n ∈ N 超过域 K K K 的无限个不定数 (cf. 习题 8)。
4. 克鲁尔领域的基本估值
令A A A 为克鲁尔域,K K K 为分数的域。由no. 3(对于x ∈ K ∗ x \in K^* x ∈ K ∗ )的公式(4)定义的估值称为K K K (*或*A A A )的*基本估值*。
我们在定理 2 的证明过程中注意到,v P v_P v P 满足属性 (AK1 _1 1 )、(AK2 _2 2 ) 和 (AKI I I _{III} I I I ) 定义 3 的估值。此外,这些离散估值 v P v_P v P 是*标准化的*:对于每个极值除子、P ∈ P ( A ) P \in P(A) P ∈ P ( A ) 、P < 2 P P < 2P P < 2 P ,因此,如果a a a 和b b b 是除数理想相应的到P P P 和2 P 2P 2 P ,则a ⊇ b a \supseteq b a ⊇ b 和a ≠ b a \neq b a = b ;对于x ∈ a − b x \in a - b x ∈ a − b ,div ( x ) ≥ P \text{div}(x) \geq P div ( x ) ≥ P 和div ( x ) ≱ 2 P \text{div}(x) \not\geq 2P div ( x ) ≥ 2 P ,从而v P ( x ) = 1 v_P(x) = 1 v P ( x ) = 1 ,这证明了我们的断言。
令A A A 为克鲁尔域,K K K 为分数的域,以及( v P ) P ∈ P ( A ) (v_P)_{P \in P(A)} ( v P ) P ∈ P ( A ) 其基本估值系列。令 ( n P ) P ∈ P ( A ) (n_P)_{P \in P(A)} ( n P ) P ∈ P ( A ) 为有理数整数族,除了指标的有限数外,其余为零。然后x ∈ K x \in K x ∈ K 的集合使得v P ( x ) ≥ n P v_P(x) \geq n_P v P ( x ) ≥ n P 对于所有P ∈ P ( A ) P \in P(A) P ∈ P ( A ) 来说是A A A 的除数理想a a a 使得div a = ∑ P ∈ P ( A ) n P ⋅ P \text{div } a = \sum_{P \in P(A)} n_P \cdot P div a = ∑ P ∈ P ( A ) n P ⋅ P 。
被以下引用 5 被以下引用 命题 10 , 推论 1 , 推论 2 , 命题 8 , 推论 1
让x ∈ K ∗ x \in K^* x ∈ K ∗ 。在阶 x ∈ a x \in a x ∈ a 中,A x ⊂ a Ax \subset a A x ⊂ a 是必要且充分的,因此 div ( x ) ≥ div a \text{div}(x) \geq \text{div } a div ( x ) ≥ div a ,因此,根据 (4),对于所有 P ∈ P ( A ) P \in P(A) P ∈ P ( A ) ,v P ( x ) ≥ n P v_P(x) \geq n_P v P ( x ) ≥ n P 是必要且充分的。
令A A A 是一个Krull域,K K K 其分数的域,( v t ) t ∈ I (v_t)_{t \in I} ( v t ) t ∈ I 对K K K 的一系列评估,具有定义3和A A A ,环的v t v_t v t 属性。令S S S 是A A A 的乘法子集,而不是包含0 0 0 和J J J 集合与指标t ∈ I t \in I t ∈ I ,使得v t v_t v t 是零 S S S 。然后S − 1 A = ⋂ t ∈ J A t S^{-1}A = \bigcap_{t \in J} A_t S − 1 A = ⋂ t ∈ J A t ;特别是S − 1 A S^{-1}A S − 1 A 是一个Krull域。
引用了 1 · 被以下引用 8 引用了 定义 3
被以下引用 § 1. 克鲁尔域 , 注 , 命题 12 , 命题 16 , 推论 1 , 定理 3 , 定理 4 , 定义 1, VII § 2
我们写B = ⋂ t ∈ J A t B = \bigcap_{t \in J} A_t B = ⋂ t ∈ J A t 。然后是S − 1 ⊂ B S^{-1} \subset B S − 1 ⊂ B 和A ⊂ B A \subset B A ⊂ B ,然后是S − 1 A ⊂ B S^{-1}A \subset B S − 1 A ⊂ B 。相反,设x ∈ B x \in B x ∈ B 。让J ′ J' J ′ 表示指标t t t 的有限集合,使得v t ( x ) < 0 v_t(x) < 0 v t ( x ) < 0 。如果t ∈ J ′ t \in J' t ∈ J ′ ,则x ∉ A t x \notin A_t x ∈ / A t ,因此t ∉ J t \notin J t ∈ / J ,因此存在s t ∈ S s_t \in S s t ∈ S 使得v t ( s t ) > 0 v_t(s_t) > 0 v t ( s t ) > 0 。令n ( t ) n(t) n ( t ) 为整数> 0 > 0 > 0 ,使得v t ( s t n ( t ) x ) ≥ 0 v_t(s_t^{n(t)}x) \geq 0 v t ( s t n ( t ) x ) ≥ 0 ;我们写s = ∏ t ∈ J ′ s t n ( t ) s = \prod_{t \in J'} s_t^{n(t)} s = ∏ t ∈ J ′ s t n ( t ) 。然后 v t ( s x ) ≥ 0 v_t(sx) \geq 0 v t ( s x ) ≥ 0 对于所有 t ∈ I t \in I t ∈ I ,因此s x ∈ A sx \in A s x ∈ A 和 x ∈ S − 1 A x \in S^{-1}A x ∈ S − 1 A 。因此B = S − 1 A B = S^{-1}A B = S − 1 A 。
令P P P 为A A A 和p p p 相应的除理想的极值除子。则p p p 是质数,v P v_P v P 的环是A A A ,v P v_P v P 的剩余类域与A / p A/p A / p 的分数的域进行识别。
引用了 3 · 被以下引用 7 引用了 命题 3, II § 3 , 命题 5 , 命题 6
被以下引用 § 1. 克鲁尔域 , 推论 2 , 命题 8 , 命题 9 , 定理 3 , 推出 2 , 命题 6, VII § 2
让S = A − p S = A - p S = A − p 。到命题 5 时,v P v_P v P 是 S S S 上的零,以及 p p p 上的 > 0 > 0 > 0 。因此p p p 是A A A 的交,也是v P v_P v P 的理想,因此是素数。另一方面,对于每个极值除子 Q ≠ P Q \neq P Q = P 、Q ⊄ P Q \not\subset P Q ⊂ P ,因此除数理想 q q q 相应的到 Q Q Q 不包含在 p p p 中;因此q ∩ S ≠ ∅ q \cap S \neq \varnothing q ∩ S = ∅ ,因此,到命题 5,v Q v_Q v Q 不再是S S S 上的零。既然如此,则由命题 6 和章 II, § 3, no. 1、命题 3 得出推论。
令A A A 是一个克鲁尔域,K K K 是分数和( v t ) t ∈ I (v_t)_{t \in I} ( v t ) t ∈ I 的域,具有定义3属性的评估族。那么A A A 的每个基本评估都相当于v t v_t v t 之一。
引用了 6 · 被以下引用 4 引用了 定义 3 , 命题 6, VI § 4 , 引理 1 , 命题 5 , 推论 1 , 定理 2
被以下引用 § 1. 克鲁尔域 , 习题 7, § 1 , 注 , 命题 12
令P P P 为A A A 和p p p 相应的除理想的极值除子。根据推论1、命题 5、引理 1 和断言 (1),在定理 2、no. 3 的证明中,存在t ∈ I t \in I t ∈ I ,使得v t v_t v t 的环 A t A_t A t 包含环A A A ,v P v_P v P 。由于v t v_t v t 和v P v_P v P 的高度为1,因此它们是等价的(章VI, § 4, no. 5,命题6)。
令 A A A 为克鲁尔域,( v P ) P ∈ P ( A ) (v_P)_{P \in P(A)} ( v P ) P ∈ P ( A ) 为其基本估值系列,a ∈ I ( A ) a \in I(A) a ∈ I ( A ) 。那么div a \operatorname{div} a div a 中P P P 的系数就是inf y ∈ a ( v P ( y ) ) \inf_{y \in a} (v_P(y)) inf y ∈ a ( v P ( y )) 。如果p p p 是极值除子P P P 的除素理想相应的,则a A p = a ~ A p aA_p = \tilde{a}A_p a A p = a ~ A p 。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 命题 2
被以下引用 命题 12, VII § 4
由于 a = ∑ y ∈ a A x a = \sum_{y \in a} Ax a = ∑ y ∈ a A x , 命题 2 (b) (no. 1) 表明 div ( a ) = inf x ∈ a ( div ( A x ) ) \operatorname{div}(a) = \inf_{x \in a} (\operatorname{div}(Ax)) div ( a ) = inf x ∈ a ( div ( A x )) , 从而我们的第一个断言。第二个紧随其后,因为div a ~ = div a \operatorname{div} \tilde{a} = \operatorname{div} a div a ~ = div a 和A p A_p A p 是离散估值v P v_P v P 的环。
设A A A 为积分闭域诺特。 (a) 设P P P 为A A A 和p p p 相应的除数素理想的极值除子;
引用了 6 · 被以下引用 3 引用了 命题 1, II § 1 , 例 4, IV § 2 , 命题 3, IV § 2 , 命题 5, IV § 2 , 命题 5 , 推论 1
被以下引用 习题 26, § 1 , 命题 10 , 习题 24, § 4
对于n ∈ N n \in \mathbf{N} n ∈ N ,设p ( n ) = p n A p ∩ A p^{(n)} = p^n A_p \cap A p ( n ) = p n A p ∩ A ;那么p ( n ) p^{(n)} p ( n ) 是x ∈ A x \in A x ∈ A 的集合,使得v p ( x ) ≥ n v_p(x) \geq n v p ( x ) ≥ n 是p p p -初等理想。
(b) 令 a a a 为除数理想积分,n 1 P 1 + … + n r P r n_1 P_1 + \ldots + n_r P_r n 1 P 1 + … + n r P r 除子为 a a a (P i P_i P i 为不同的极值除子),p i p_i p i 为除数素理想相应的至 P i P_i P i 。那么a = ⋂ i = 1 r p i ( n i ) a = \bigcap_{i=1}^r p_i^{(n_i)} a = ⋂ i = 1 r p i ( n i ) 是a a a 的唯一减少的初等分解并且p i p_i p i 没有被浸入。
由推论1到命题6,关系x ∈ p n A p = ( p A p ) n x \in p^n A_p = (pA_p)^n x ∈ p n A p = ( p A p ) n 等价于v p ( x ) ≥ n v_p(x) \geq n v p ( x ) ≥ n ;另一方面,由于A A A 是离散估值环,( p A p ) n (pA_p)^n ( p A p ) n 是( p A p ) (pA_p) ( p A p ) -主要(章IV, § 2, no. 1,例4),因此p ( n ) p^{(n)} p ( n ) 是p p p -主要(章) IV, § 2, no. 1、命题 3);这显示了(a)。 命题 5 当然表明a = ⋂ i = 1 r p i ( n i ) a = \bigcap_{i=1}^r p_i^{(n_i)} a = ⋂ i = 1 r p i ( n i ) 。由于p i ⊄ p j p_i \not\subset p_j p i ⊂ p j 对于i ≠ j i \neq j i = j 来说,初等分解被减少:因为如果p i ( n i ) ⊃ ⋂ j ≠ i p j ( n j ) ⊃ ∏ j ≠ i p j ( n j ) p_i^{(n_i)} \supset \bigcap_{j \neq i} p_j^{(n_j)} \supset \prod_{j \neq i} p_j^{(n_j)} p i ( n i ) ⊃ ⋂ j = i p j ( n j ) ⊃ ∏ j = i p j ( n j ) ,p j i p_{ji} p j i 将是包含对于j ≠ i j \neq i j = i 的p j p_j p j 之一(章II, § 1, no. 1, 命题1)。 唯一性源自章 IV, § 2, no. 3、命题 5。
5. 基本估值的近似值
由于克鲁尔域的基本估值是离散且规范的,因此没有两个是等价的,因此它们是独立的(章VI, § 7, no. 2)。因此,近似定理的推论 2(前述,定理 1)可以应用于它们:给定一些 n i ∈ Z n_i \in \mathbf{Z} n i ∈ Z 和一些基本估值 v i v_i v i 在数中有限且不同,存在 x ∈ K x \in K x ∈ K ,使得对于所有 i i i 都有 v i ( x ) = n i v_i(x) = n_i v i ( x ) = n i 。但这里有一个更精确的结果:
令v 1 , … , v r v_1, \ldots, v_r v 1 , … , v r 为克鲁尔域A A A 和n 1 , … , n r n_1, \ldots, n_r n 1 , … , n r 有理整数的不同基本估值。 There exists an element x x x of the field of fractions K K K of A A A such v i ( x ) = n i v_i(x) = n_i v i ( x ) = n i for 1 ≤ i ≤ r 1 \leq i \leq r 1 ≤ i ≤ r and v ( x ) ≥ 0 v(x) \geq 0 v ( x ) ≥ 0 for every essential valuation v v v of A A A distinct from v 1 , … , v r v_1, \ldots, v_r v 1 , … , v r .
引用了 3 · 被以下引用 8 引用了 推论 1, VI § 7 , 命题 1 , 推论 1
被以下引用 习题 26, § 1 , 习题 5, § 1 , 注 , 命题 15 , 推论 1 , 习题 2, § 2 , 习题 3, § 2 , 命题 3, VII § 2
令p 1 , … , p r p_1, \ldots, p_r p 1 , … , p r 为A A A 相应的与估值v 1 , … , v r v_1, \ldots, v_r v 1 , … , v r 的除理想。 存在y ∈ K y \in K y ∈ K 使得v i ( y ) = n i v_i(y) = n_i v i ( y ) = n i 对应1 ≤ i ≤ r 1 \leq i \leq r 1 ≤ i ≤ r (章VI, § 7, no. 2,推论1到定理1)。 A A A 的基本估值w 1 , … , w s w_1, \ldots, w_s w 1 , … , w s 与v i v_i v i 不同,其中整数w j ( y ) = − m j w_j(y) = -m_j w j ( y ) = − m j 为< 0 < 0 < 0 ,在数中是有限的;设q 1 , … , q s q_1, \ldots, q_s q 1 , … , q s 为相应的理想。 p 1 , … , p r , q 1 , … , q s p_1, \ldots, p_r, q_1, \ldots, q_s p 1 , … , p r , q 1 , … , q s 之间不存在关系,因为这些理想对应到极值除子并且这些理想是素数(推论1到命题6)。 因此,积分理想a = q 1 m 1 … q s m s a = q_1^{m_1} \ldots q_s^{m_s} a = q 1 m 1 … q s m s 不包含在任何p i p_i p i (章11,§ 1, no. 1,命题1)中,因此也不包含在它们的并(前述,命题2)中。 因此存在z ∈ a z \in a z ∈ a 使得z ∉ p i z \notin p_i z ∈ / p i 对于1 ≤ i ≤ r 1 \leq i \leq r 1 ≤ i ≤ r ;然后 v 1 ( z ) = ⋯ = v r ( z ) = 0 v_1(z) = \cdots = v_r(z) = 0 v 1 ( z ) = ⋯ = v r ( z ) = 0 和 w j ( z ) ≥ m j w_j(z) \geq m_j w j ( z ) ≥ m j 1 ≤ j ≤ s 1 \leq j \leq s 1 ≤ j ≤ s ;因此元素x = y z x = yz x = y z 解决了问题。
令A \mathbf{A} A 为克鲁尔域,K \mathbf{K} K 是分数和a , b \mathbf{a}, \mathbf{b} a , b 的域和c c c A \mathbf{A} A 的三个除数分数理想,使得a ⊂ b \mathbf{a} \subset \mathbf{b} a ⊂ b 。存在x ∈ K x \in \mathbf{K} x ∈ K 使得a = b ∩ x c \mathbf{a} = \mathbf{b} \cap x\mathbf{c} a = b ∩ x c 。
引用了 2 · 被以下引用 1 引用了 命题 5 , 命题 9
被以下引用 推论 2
Let ( v t ) t ∈ I (v_t)_{t \in I} ( v t ) t ∈ I be the family of essential valuations of A \mathbf{A} A and let ( m t ) (m_t) ( m t ) (resp. ( n t ) , ( p t ) (n_t), (p_t) ( n t ) , ( p t ) ) be the family of rational integers (zero except for a finite number of indices) such that a \mathbf{a} a (resp. b , c \mathbf{b}, c b , c ) is the set of x ∈ K x \in \mathbf{K} x ∈ K for which v t ( x ) ≥ m t v_t(x) \geq m_t v t ( x ) ≥ m t (resp. n t , p t n_t, p_t n t , p t ) for all t ∈ I t \in I t ∈ I (Proposition 5, no. 4). t ∈ I t \in I t ∈ I 的集合 J \mathbf{J} J 使得 m t > n t m_t > n_t m t > n t 是有限的。 由于p t = m t = 0 p_t = m_t = 0 p t = m t = 0 除了指标的有限数之外,命题9表明存在x ∈ K ∗ x \in \mathbf{K}^* x ∈ K ∗ 使得v t ( x − 1 ) + m t = p t v_t(x^{-1}) + m_t = p_t v t ( x − 1 ) + m t = p t 对于t ∈ J t \in \mathbf{J} t ∈ J 并且
v t ( x − 1 ) + m t ≥ p t
v_t(x^{-1}) + m_t \geq p_t
v t ( x − 1 ) + m t ≥ p t t ∈ I − J t \in I - \mathbf{J} t ∈ I − J 。 然后,对于所有
t ∈ I t \in I t ∈ I ,
m t = sup ( n t , v t ( x ) + p t ) m_t = \sup(n_t, v_t(x) + p_t) m t = sup ( n t , v t ( x ) + p t ) 。 从而
a = b ∩ x c \mathbf{a} = \mathbf{b} \cap x\mathbf{c} a = b ∩ x c 。
令 A \mathbf{A} A 为克鲁尔域。对于 A \mathbf{A} A 的分数理想 a \mathbf{a} a 而言,它是两个分数主理想的交是必要且充分的。
引用了 2 · 被以下引用 2 引用了 定义 2 , 推论 1
被以下引用 习题 11, § 1 , 命题 15
充分性是显而易见的(no. 1,定义2)。必然性来自推论1:以b b b 和c c c 为主,且b ⊇ a b \supseteq a b ⊇ a 。
6. 克鲁尔域中高度 1 的素理想
设A \mathbf{A} A 为整环。如果 A \mathbf{A} A 的素理想 p \mathfrak{p} p 在 A \mathbf{A} A 的非零素理想中最小,则称其高度为 1。
我们还可以说理想的 ( 0 ) (0) ( 0 ) 的高度为 0;因此,高度 ≤ 1 \leq 1 ≤ 1 的首要理想是定义等于 ( 0 ) (0) ( 0 ) 或高度 1。
一般而言,我们将定义低于素理想的高度。
如果p \mathfrak{p} p 是极值除子的除数理想相应的,我们知道(no. 4,推论1到命题6)p \mathfrak{p} p 是素数,A p \mathbf{A}_\mathfrak{p} A p 是离散估值环;由于A p \mathbf{A}_\mathfrak{p} A p 除了( 0 ) (0) ( 0 ) 和p A p \mathfrak{p}\mathbf{A}_\mathfrak{p} p A p 之外没有素理想,( 0 ) (0) ( 0 ) 和p \mathfrak{p} p 是p \mathfrak{p} p 中包含的A \mathbf{A} A 唯一的素理想(章II, § 3, no. 1,命题3);因此p \mathfrak{p} p 的高度为1。相反,我们首先要证明A \mathbf{A} A 包含的每个素理想p ≠ ( 0 ) \mathfrak{p} \neq (0) p = ( 0 ) 都是除数素理想q \mathfrak{q} q 相应的到极值除子:因为,如A p ≠ K \mathbf{A}_\mathfrak{p} \neq K A p = K , A p \mathbf{A}_\mathfrak{p} A p 是非空家庭的交基本估价环的( A t ) (\mathbf{A}_t) ( A t ) (no. 4,命题6);每个A t \mathbf{A}_t A t 都是形式A q t \mathbf{A}_{\mathfrak{q}_t} A q t (no. 4,推论1到命题6),并且从A p ⊂ A q t \mathbf{A}_\mathfrak{p} \subset \mathbf{A}_{\mathfrak{q}_t} A p ⊂ A q t 我们推导出q t ⊂ p \mathfrak{q}_t \subset \mathfrak{p} q t ⊂ p 。因此,如果p \mathfrak{p} p 的高度为1,则p = q \mathfrak{p} = \mathfrak{q} p = q ,这表明p \mathfrak{p} p 是极值除子的除理想相应的。
在克鲁尔域中,每个非零素理想 m 包含都是高度为 1 的素理想。如果 m 的高度不是 1,则 div m = 0 且 A : m = A。
引用了 2 · 被以下引用 1 引用了 命题 1 , 定理 3
被以下引用 定义 2, VII § 4
第一个断言已经在定理3的证明过程中看到过。如果m不是高度1,并且p是m中包含的高度1的素理想,则p ⊂ m̃且p ≠ m̃;由于 div p 是极值,因此必然 div m = div m̃ = 0;因此 div(A : m) = 0 并且,由于 A : m 是除数 (no. 1, 命题 1),A : m = A。
设 B 为 v 的环,m 为理想值。那么 m ∩ A = p,因此 A_p ⊂ B。现在 A_p 是离散估值环(定理 3 和推论 1 到命题 6)。由于 p ≠ (0),B ≠ K,因此 B = A,(章 VI, § 4, no. 5,命题 6)。
条件就足够了。它们的必要性紧随no. 4的定理3,推论I到命题6,以及no. 3的定义3的满足条件的基本估值这一事实。
回想一下,如果 a = ⋂ n q i \bigcap^n q_i ⋂ n q i 是 a 的约化初等分解,并且 p_i 表示 q_i 的素理想相应的,则与 A/a 相关的素理想就是 p_i (章 IV, § 2, no. 3,命题 4)。 (a) 蕴含 (b) 的事实是从 no. 4 的命题 8 得出的。相反,如果在上面的记号中,p_i的高度为1,则A_{p_i}是离散估值环(定理4);现在,q_i = q_i A_{p_i} ∩ A (章 IV, § 2, no. 1, 命题 3);用 v_i 表示对 p_i 的基本评估相应的,因此存在整数 n_i,使得 q_i 是 x ∈ A 的集合,使得 v_i(x) ≥ n_i;这表明 q_i 是除数 (no. 4, 命题 5),因此也是 a。
7. 应用:离散估值的新刻画环
令 A \mathbf{A} A 为局部 Krull 域(特别是整体闭局部诺特域),m m m 为其最大理想。以下条件是等效的: (a) A \mathbf{A} A 是离散估值环; (b) m m m 是可逆的; (c) A : m ≠ A \mathbf{A}:m \neq \mathbf{A} A : m = A ; (d) m m m 是除数; (e) m m m 是 A \mathbf{A} A 唯一的非零素理想。
引用了 5 · 被以下引用 1 引用了 命题 10, II § 5 , 命题 9, VI § 3 , 命题 1 , 定理 3 , 定理 4
被以下引用 推出
由于离散估值的每个非零理想环都是本金(章VI, § 3, no. 6,命题9),因此它是可逆的,因此(a)意味着(b)。如果 m m m 可逆,则其逆为 A : m \mathbf{A}:m A : m (章 II, § 5, no. 6, 命题 10),因此为 A : m ≠ A \mathbf{A}:m \neq \mathbf{A} A : m = A ;因此(b)意味着(c)。如果A : m ≠ A \mathbf{A}:m \neq \mathbf{A} A : m = A ,则A : ( A : m ) ≠ A \mathbf{A}:(\mathbf{A}:m) \neq \mathbf{A} A : ( A : m ) = A ;现在m ⊂ A : ( A : m ) m \subset \mathbf{A}:(\mathbf{A}:m) m ⊂ A : ( A : m ) ;因此 m = A : ( A : m ) m = \mathbf{A}:(\mathbf{A}:m) m = A : ( A : m ) 因为 m m m 是最大的,因此 m m m 是除数 (no. 1, 命题 1 (c));因此(c)意味着(d)。 (d) 蕴含 (e) 的事实来自于 no. 6 的定理 3,最后,如果 m m m 是 A \mathbf{A} A 唯一的非零素理想,它的高度为 1,因此 A m \mathbf{A}_m A m 是离散估值环 (no. 6, 定理 4);由于A \mathbf{A} A 是局部的,A m = A \mathbf{A}_m = \mathbf{A} A m = A ,这表明(e)蕴涵(a)。
8. 克鲁尔域在其域分数的有限扩张中的积分闭合
令A \mathbf{A} A 是一个Krull域,K K K 是分数的域,K ′ K' K ′ 是K K K 的有限扩张,A ′ \mathbf{A}' A ′ 是A \mathbf{A} A 在K ′ K' K ′ 的积分闭包。那么A ′ \mathbf{A}' A ′ 是一个Krull域。 A ′ \mathbf{A}' A ′ 的基本估值是K ′ K' K ′ 的规范离散估值,相当于A \mathbf{A} A 基本估值的扩张。
引用了 11 · 被以下引用 3 引用了 推论, V § 1 , 定理 3, VI § 1 , 推论 3, VI § 1 , 推论 3, VI § 8 , 定理 1, VI § 8 , 定义 3 , 推论 1, V § 2 , 命题 6 , 推论 2 , 定理 3 , 推出 2
被以下引用 习题 26, § 1 , 推论 , 定义 1, VII § 2
令( v i ) i ∈ I (v_i)_{i \in I} ( v i ) i ∈ I 为A \mathbf{A} A 基本估值的扩张到K ′ K' K ′ 的家族。由于次数n = [ K ′ : K ] n = [K':K] n = [ K ′ : K ] 是有限的,v i v_i v i 是K ′ K' K ′ 的离散估值(章VI, § 8, no. 1,推论3到命题1)。设B i B_i B i 为v i v_i v i 的环;然后A ′ ⊂ ⋂ L ∈ I B i \mathbf{A}' \subset \bigcap_{L \in I} B_i A ′ ⊂ ⋂ L ∈ I B i (章VI, § 1, no. 3,定理3)。相反,⋂ i ∈ I B i \bigcap_{i \in I} B_i ⋂ i ∈ I B i 的每个元素x x x 都是A \mathbf{A} A 的每个基本估值环的积分(章VI, § 1, no. 3,推论3到定理3);因此,x x x 在K K K 属于到A \mathbf{A} A 的最小多项式的系数(章V, § 1, no. 3,命题11的推论),因此x ∈ A ′ x \in \mathbf{A}' x ∈ A ′ ;因此A ′ = ⋂ i ∈ I B i \mathbf{A}' = \bigcap_{i \in I} B_i A ′ = ⋂ i ∈ I B i 。现在让x x x 是A ′ \mathbf{A}' A ′ 的非零元素;它满足方程形式 x s + a s − 1 x s − 1 + … + a 0 = 0 x^s + a_{s-1}x^{s-1} + \ldots + a_0 = 0 x s + a s − 1 x s − 1 + … + a 0 = 0
其中 a i ∈ A a_i \in \mathbf{A} a i ∈ A 和 a s ≠ 0 a_s \neq 0 a s = 0 ;如果v i ( x ) > 0 v_i(x) > 0 v i ( x ) > 0 ,则v i ( a 0 ) > 0 v_i(a_0) > 0 v i ( a 0 ) > 0 ;现在A \mathbf{A} A 的基本估值v v v 使得v ( a 0 ) > 0 v(a_0) > 0 v ( a 0 ) > 0 在数中有限,并且对K K K 的给定估值延伸的K ′ K' K ′ 的估值也在数中有限(章VI, § 8, no. 3,定理1);因此 v i ( x ) = 0 v_i(x) = 0 v i ( x ) = 0 除了有限的数指标 i ∈ I i \in I i ∈ I 。由此证明A ′ \mathbf{A}' A ′ 是克鲁尔域(no. 3,定义3)。
仍有待证明v i v_i v i 相当于A ′ A' A ′ 的基本估值(no. 4,推论2至命题6),即(no. 6,推论2至定理3),x ∈ A ′ x \in A' x ∈ A ′ 的素理想p i p_i p i ,由……组成使得v i ( x ) > 0 v_i(x) > 0 v i ( x ) > 0 ,高度为 1。 如果不是这样,则将存在 A ′ A' A ′ 的素理想 q q q ,使得 ( 0 ) ⊂ q ⊂ p i (0) \subset q \subset p_i ( 0 ) ⊂ q ⊂ p i 不同于 ( 0 ) (0) ( 0 ) 和 p i p_i p i ;那么( 0 ) ⊂ q ∩ A ⊂ p i ∩ A (0) \subset q \cap A \subset p_i \cap A ( 0 ) ⊂ q ∩ A ⊂ p i ∩ A 和q ∩ A q \cap A q ∩ A 将不同于( 0 ) (0) ( 0 ) 和p i ∩ A p_i \cap A p i ∩ A (章V, §2, no. 1,推论1到命题1);因此,首要理想 p i ∩ A p_i \cap A p i ∩ A 不会是高度 1,而与……矛盾事实上,它对应的基本估值为 A A A 。
令p p p (或p ′ p' p ′ )为高度1的A A A (或A ′ A' A ′ )的素理想,并且v v v (或u ′ u' u ′ )是A A A (或A ′ A' A ′ )相应的的基本估值。为了使p ′ p' p ′ 位于p p p 之上,v ′ v' v ′ 至K K K 中的限制等于v v v 是必要且充分的。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 命题 12
被以下引用 命题 6, VII § 2
估值v ′ v' v ′ 相当于A A A (命题12)的基本估值w w w 的扩张。设q = p ′ ∩ A q = p' \cap A q = p ′ ∩ A ,它是高度为1的A A A 的素理想。为了使v ′ v' v ′ 到K K K 的限制等于v v v ,w = v w = v w = v 以及q = p q = p q = p 是充分必要的。
9. 多项式环克鲁尔领地
令 A A A 为 Krull 域,X 1 , X n , … , X n X_1, X_n, \ldots, X_n X 1 , X n , … , X n 不确定。 环 A [ X 1 , … , X n ] A[X_1, \ldots, X_n] A [ X 1 , … , X n ] 是 Krull 域。
引用了 2 · 被以下引用 2 引用了 例 (4), VI § 3 , 引理 1, VI § 10
被以下引用 注 , 命题 17
通过归纳对n n n 的论证,足以证明,如果X X X 是不定的,则A [ X ] A[X] A [ X ] 是克鲁尔域。设K K K 为A A A 的分数中的域。 A [ X ] A[X] A [ X ] 分数域为K ( X ) K(X) K ( X ) 。令 I I I 为 K [ X ] K[X] K [ X ] 中的一元多项式的集合,这些多项式在 K K K 上不可约;对于所有f ∈ I f \in I f ∈ I ,令v f v_f v f 为由f f f 定义的K ( X ) K(X) K ( X ) 的估值(章VI, §3, no. 3,例4)。另一方面,对于A A A 的每个基本估值w w w ,令w w w 为w w w 到K ( X ) K(X) K ( X ) 的扩张,定义为
w ˉ ( ∑ j a j X j ) = inf j ( w ( a j ) )
\bar{w}\left( \sum_j a_j X^j \right) = \inf_j (w(a_j))
w ˉ ( j ∑ a j X j ) = j inf ( w ( a j ))
∑ j a j X j ∈ K [ X ] \sum_j a_j X^j \in K[X] ∑ j a j X j ∈ K [ X ] (章VI, §10, no. 1,引理1)。显然,u u u 和w ˉ \bar{w} w ˉ 是离散且规范的,并且对于所有u ∈ K [ X ] u \in K[X] u ∈ K [ X ] 、v f ( u ) = 0 v_f(u) = 0 v f ( u ) = 0 (分别为w ˉ ( u ) = 0 \bar{w}(u) = 0 w ˉ ( u ) = 0 ),除了有限的数估值v f v_f v f (分别为w ˉ \bar{w} w ˉ )。
因此,为了显示命题,只需显示A [ X ] A[X] A [ X ] 是估值v f v_f v f 和w ˉ \bar{w} w ˉ 的环中的交即可。现在估价v f v_f v f 中的环中的交是K [ X ] K[X] K [ X ] 。另一方面,对于∑ j a j X j ∈ K [ X ] \sum_j a_j X^j \in K[X] ∑ j a j X j ∈ K [ X ] ,关系w ˉ ( ∑ j a j X j ) ≥ 0 \bar{w}\left( \sum_j a_j X^j \right) \geq 0 w ˉ ( ∑ j a j X j ) ≥ 0 相当于“对于所有j j j 都是w ( a j ) ≥ 0 w(a_j) \geq 0 w ( a j ) ≥ 0 ”;因此,关系“每个评估w ˉ ′ \bar{w}' w ˉ ′ 的w ˉ ( ∑ j a j X j ) ≥ 0 \bar{w}\left( \sum_j a_j X^j \right) \geq 0 w ˉ ( ∑ j a j X j ) ≥ 0 ”相当于“所有j j j 的w ( a j ) ≥ 0 w(a_j) \geq 0 w ( a j ) ≥ 0 以及A A A 的每个基本评估w w w ”。这证明了我们的断言。
10. 除子类在克鲁尔领地
令 A A A 为克鲁尔域。回想一下,A A A 的除子的群D ( A ) D(A) D ( A ) 是其极值元素的集合P ( A ) P(A) P ( A ) 生成的自由交换群(no. 3,定理2)并且P ( A ) P(A) P ( A ) 与高度为1(no. 6)的A A A 素理想的集合等同;对于p ∈ P ( A ) p \in P(A) p ∈ P ( A ) ,我们将用v p v_p v p 表示规范的基本估值相应的至p p p (no. 4);回想一下,v p v_p v p 的环是A p A_p A p (no. 4,推论1到命题6)。我们将用本金除子的D ( A ) D(A) D ( A ) 由……组成的F ( A ) F(A) F ( A ) 子群和A A A (no. 2)的C ( A ) = D ( A ) / F ( A ) C(A) = D(A)/F(A) C ( A ) = D ( A ) / F ( A ) 除子类群表示。
(PDE) 对于高度为 1 的每个素理想 P \mathfrak{P} P 或 B B B ,素理想 P ∩ A \mathfrak{P} \cap A P ∩ A 为零或高度为 1。
对于p ∈ P ( A ) p \in P(A) p ∈ P ( A ) ,P ∈ P ( B ) \mathfrak{P} \in P(B) P ∈ P ( B ) 使得P ∩ A = p \mathfrak{P} \cap A = p P ∩ A = p 在数中是有限的;我们写
i ( p ) = ∑ P ∈ P ( B ) , P ∩ A = p e ( P / p ) P ,
i(p) = \sum_{\mathfrak{P} \in P(B), \mathfrak{P} \cap A = p} e(\mathfrak{P}/p)\mathfrak{P},
i ( p ) = P ∈ P ( B ) , P ∩ A = p ∑ e ( P / p ) P ,
其中 e ( P / p ) e(\mathfrak{P}/\mathfrak{p}) e ( P / p ) 表示 v p v_{\mathfrak{p}} v p 在 v p v_{\mathfrak{p}} v p 上的*分支* 指标 (章 VI, § 8, no. 1)。 则i定义,通过 线性度,D ( A ) D(A) D ( A ) 至D ( B ) D(B) D ( B ) 的递增*同态*i i i ,其具有以下性质:
(a) 对于 A 的分数域的每个非零元素 x,
i ( div A ( x ) ) = div B ( x ) ;
i(\operatorname{div}_A(x)) = \operatorname{div}_B(x);
i ( div A ( x )) = div B ( x ) ;
(b) 对于 D(A) 中的所有 D、D',
i ( sup ( D , D ′ ) ) = sup ( i ( D ) , i ( D ′ ) ) ;
i(\sup(D, D')) = \sup(i(D), i(D'));
i ( sup ( D , D ′ )) = sup ( i ( D ) , i ( D ′ )) ;
让p ∈ P ( A ) \mathfrak{p} \in P(A) p ∈ P ( A ) ;考虑 p \mathfrak{p} p 的非零元素 a a a ; P ∈ P ( B ) \mathfrak{P} \in P(B) P ∈ P ( B ) ,其中包含 a a a 在数中是有限的(no. 6,定理 4); 更不必说 P ∈ P ( B ) \mathfrak{P} \in P(B) P ∈ P ( B ) ,使得 P ∩ A = p \mathfrak{P} \cap A = \mathfrak{p} P ∩ A = p 在数中是有限的。
我们现在展示(a)。根据可加性,可以假设x ∈ A ∗ = A − { 0 } x \in A^* = A - \{0\} x ∈ A ∗ = A − { 0 } 。
定义、div B ( x ) = ∑ P ∈ P ( B ) v p ( x ) ⋅ P \operatorname{div}_B(x) = \sum_{\mathfrak{P} \in P(B)} v_{\mathfrak{p}}(x) \cdot \mathfrak{P} div B ( x ) = ∑ P ∈ P ( B ) v p ( x ) ⋅ P 。对于所有P ∈ P ( B ) \mathfrak{P} \in P(B) P ∈ P ( B ) ,使得v p ( x ) > 0 v_{\mathfrak{p}}(x) > 0 v p ( x ) > 0 、P ∩ A \mathfrak{P} \cap A P ∩ A 非零(对于x ∈ P x \in \mathfrak{P} x ∈ P ),因此通过 (PDE) 其高度为 1; 设定p = P ∩ A \mathfrak{p} = \mathfrak{P} \cap A p = P ∩ A ,由指标、v p ( x ) = e ( P / p ) v p ( x ) v_{\mathfrak{p}}(x) = e(\mathfrak{P}/\mathfrak{p}) v_{\mathfrak{p}}(x) v p ( x ) = e ( P / p ) v p ( x ) 的分支定义计算(因为v p v_{\mathfrak{p}} v p 和v P v_{\mathfrak{P}} v P 已标准化)。作为div A ( x ) = ∑ p ∈ P ( A ) v p ( x ) ⋅ p \operatorname{div}_A(x) = \sum_{\mathfrak{p} \in P(A)} v_{\mathfrak{p}}(x) \cdot \mathfrak{p} div A ( x ) = ∑ p ∈ P ( A ) v p ( x ) ⋅ p 和i ( q ) = 0 i(q) = 0 i ( q ) = 0 对于所有q ∈ P ( A ) q \in P(A) q ∈ P ( A ) (不是形式Q ∩ A \mathfrak{Q} \cap A Q ∩ A ,其中Q ∈ P ( B ) \mathfrak{Q} \in P(B) Q ∈ P ( B ) ),我们推导出(a)。
为了证明 (b) 我们写
D = ∑ p ∈ P ( A ) n ( p ) ⋅ p and D ′ = ∑ p ∈ P ( A ) n ′ ( p ) ⋅ p ;
D = \sum_{\mathfrak{p} \in P(A)} n(\mathfrak{p}) \cdot \mathfrak{p} \quad \text{and} \quad D' = \sum_{\mathfrak{p} \in P(A)} n'(\mathfrak{p}) \cdot \mathfrak{p};
D = p ∈ P ( A ) ∑ n ( p ) ⋅ p and D ′ = p ∈ P ( A ) ∑ n ′ ( p ) ⋅ p ;
sup ( D , D ′ ) \sup(D, D') sup ( D , D ′ ) 中p \mathfrak{p} p 的系数为sup ( n ( p ) , n ′ ( p ) ) \sup(n(\mathfrak{p}), n'(\mathfrak{p})) sup ( n ( p ) , n ′ ( p )) 。设P \mathfrak{P} P 为P ( B ) P(B) P ( B ) 的元素。如果P ∩ A = ( 0 ) \mathfrak{P} \cap A = (0) P ∩ A = ( 0 ) ,则i ( D ) i(D) i ( D ) 和i ( D ′ ) i(D') i ( D ′ ) 以及sup ( i ( D ) , i ( D ′ ) ) \sup(i(D), i(D')) sup ( i ( D ) , i ( D ′ )) 中P \mathfrak{P} P 的系数为零;因此i ( sup ( D , D ′ ) ) i(\sup(D, D')) i ( sup ( D , D ′ )) 中P \mathfrak{P} P 的系数为零。如果P ∩ A ≠ ( 0 ) \mathfrak{P} \cap A \neq (0) P ∩ A = ( 0 ) ,则它是高度为1的素理想p \mathfrak{p} p (通过(PDE));写成e = e ( P / p ) e = e(\mathfrak{P}/\mathfrak{p}) e = e ( P / p ) ,i ( D ) i(D) i ( D ) 、i ( D ′ ) i(D') i ( D ′ ) 、i ( sup ( D , D ′ ) ) i(\sup(D, D')) i ( sup ( D , D ′ )) 中P \mathfrak{P} P 的系数分别为e n ( p ) , e n ′ ( p ) en(\mathfrak{p}), en'(\mathfrak{p}) e n ( p ) , e n ′ ( p ) 、e ⋅ sup ( n ( p ) , n ′ ( p ) ) e \cdot \sup(n(\mathfrak{p}), n'(\mathfrak{p})) e ⋅ sup ( n ( p ) , n ′ ( p )) ; sup ( i ( D ) , i ( D ′ ) ) \sup(i(D), i(D')) sup ( i ( D ) , i ( D ′ )) 是
sup ( e ⋅ n ( p ) , e ⋅ n ′ ( p ) ) = e ⋅ sup ( n ( p ) , n ′ ( p ) ) .
\sup(e \cdot n(\mathfrak{p}), e \cdot n'(\mathfrak{p})) = e \cdot \sup(n(\mathfrak{p}), n'(\mathfrak{p})).
sup ( e ⋅ n ( p ) , e ⋅ n ′ ( p )) = e ⋅ sup ( n ( p ) , n ′ ( p )) .
这就证明了(b)。
在命题 14 的假设下,从 (a) 可以得出,i 定义,通过取同态 i ˉ \bar{i} i ˉ (称为规范的 C ( A ) C(A) C ( A ) 到 C ( B ) C(B) C ( B ) )的商,我们也将有时写为 i i i ,通过滥用记号。
条件 (PDE) 在以下两种情况下满足:
(1) B 对 A 是积分;在这种情况下,*对于 B 的素理想 P \mathfrak{P} P 的高度为 1,*p = P ∩ A \mathfrak{p} = \mathfrak{P} \cap A p = P ∩ A 的高度为 1 是充分必要的。因为 (0) 是位于 A 的理想 (0) 之上的 B 的唯一素理想 (章 V, § 2, no. 1,推论 I 到命题) 1);如果P \mathfrak{P} P 的高度为1,则p ≠ 0 \mathfrak{p} \neq 0 p = 0 ;如果 p \mathfrak{p} p 的高度不是 1,则将存在 A 的素理想 p ′ \mathfrak{p}' p ′ 与 (0) 和 p \mathfrak{p} p 不同,并且 0 ⊂ p' ⊂ p;但是,由于 B 是整环并且 A 是一个积分闭域,因此 B 会有一个素理想 p ′ \mathfrak{p}' p ′ ,使得 p ′ ∩ A = p ′ \mathfrak{p}' \cap A = p' p ′ ∩ A = p ′ 和 p ′ ⊂ p \mathfrak{p}' \subset \mathfrak{p} p ′ ⊂ p (章 V, § 2, no. 4,定理 3),与假设相反。相反,如果 p 的高度为 1,则不存在不同于 0 和 p \mathfrak{p} p 的 B 的素理想p ′ \mathfrak{p}' p ′ ,并且使得 0 ⊂ p ′ ⊂ p 0 \subset \mathfrak{p}' \subset \mathfrak{p} 0 ⊂ p ′ ⊂ p ,否则 0 ⊂ p ′ ∩ A ⊂ p 0 \subset \mathfrak{p}' \cap A \subset p 0 ⊂ p ′ ∩ A ⊂ p 和 p ′ ∩ A \mathfrak{p}' \cap A p ′ ∩ A 将凭借章 V, § 2, no. 1 不同于 0 和 p,推论 1 命题1。
(2) B 是降平A-模。更准确地说:
令 A 和 B 为 Krull 域,使得 B 包含 A 并且平坦 A-模。然后: (a) 满足命题 14 的条件 (PDE); (b) 对于每个除数理想 a ∈ A a \in A a ∈ A ,Ba 是 B 的除数理想,其中对应到除子 i ( div A ( a ) ) i(\operatorname{div}_A(a)) i ( div A ( a )) 。
引用了 5 · 被以下引用 1 引用了 命题 14 , 命题 6, I § 2 , 命题 2, II § 2 , 命题 9 , 推论 2
被以下引用 命题 16
为了显示(a),假设存在高度为1的B的素理想p \mathfrak{p} p ,使得p ∩ A \mathfrak{p} \cap A p ∩ A 既不为0也不为高度1。在p ∩ A \mathfrak{p} \cap A p ∩ A 中取元素x ≠ 0 x \neq 0 x = 0 。高度为 1 的 A 的理想 p i p_i p i 其中包含 x 在数内是有限的,并且没有包含 p ∩ A \mathfrak{p} \cap A p ∩ A ;因此,存在p ∩ A \mathfrak{p} \cap A p ∩ A 的元素 y,使得y ∉ p i y \notin p_i y ∈ / p i 对于所有i i i (章II, § 2, no. 1,命题2)。因此div A ( x ) \operatorname{div}_A(x) div A ( x ) 和div A ( y ) \operatorname{div}_A(y) div A ( y ) 是有序群 P(A)的互质元素,因此sup ( div A ( x ) , div A ( y ) ) = div A ( x ) + div A ( y ) = div A ( x y ) \sup(\operatorname{div}_A(x), \operatorname{div}_A(y)) = \operatorname{div}_A(x) + \operatorname{div}_A(y) = \operatorname{div}_A(xy) sup ( div A ( x ) , div A ( y )) = div A ( x ) + div A ( y ) = div A ( x y ) ;由于理想 A x ∩ A y Ax \cap Ay A x ∩ A y 和 A x y Axy A x y 是相除的,我们推断出 A x ∩ A y = A x y Ax \cap Ay = Axy A x ∩ A y = A x y 。由于 B 是平的 A-模,B x ∩ B y = B x y Bx \cap By = Bxy B x ∩ B y = B x y (章 I, § 2, no. 6,命题 6)。这意味着sup ( v p ( x ) , v p ( y ) ) = v p ( x y ) = v p ( x ) + v p ( y ) \sup(v_{\mathfrak{p}}(x), v_{\mathfrak{p}}(y)) = v_{\mathfrak{p}}(xy) = v_{\mathfrak{p}}(x) + v_{\mathfrak{p}}(y) sup ( v p ( x ) , v p ( y )) = v p ( x y ) = v p ( x ) + v p ( y ) ,其中与……矛盾不等式v p ( x ) > 0 , v p ( y ) > 0 v_{\mathfrak{p}}(x) > 0, v_{\mathfrak{p}}(y) > 0 v p ( x ) > 0 , v p ( y ) > 0 (由于x和y在p \mathfrak{p} p 中所以成立)。因此(a)已经通过反证法得到了证明。
我们现在展示(b)。如果a a a 是A的除数理想,它是两个分数主理想的交(no. 5,推论2到命题9),比如说
a = d − 1 ( A a ∩ A b )
a = d^{-1}(Aa \cap Ab)
a = d − 1 ( A a ∩ A b )
其中a , b , a, b, a , b , 敢于A ∗ A^* A ∗ ;因为 B 平于 A,B a = d − 1 ( B a ∩ B b ) Ba = d^{-1}(Ba \cap Bb) B a = d − 1 ( B a ∩ B b ) (章 I, § 2, no. 6, 命题 6),这表明 Ba 是除数。这也表明div B ( B a ) = sup ( div B ( a ) , div B ( b ) ) − div B ( d ) \operatorname{div}_B(Ba) = \sup(\operatorname{div}_B(a), \operatorname{div}_B(b)) - \operatorname{div}_B(d) div B ( B a ) = sup ( div B ( a ) , div B ( b )) − div B ( d ) ;使用命题 14 (a) 和 (b) 可以看出
div B ( B a ) = sup ( i ( div A ( a ) ) , i ( div A ( b ) ) ) − i ( div A ( d ) ) = i ( sup ( div A ( a ) , div A ( b ) ) ) − i ( div A ( d ) ) = i ( div A ( A a ∩ A b ) ) − i ( div A ( d ) ) = i ( div A ( d − 1 ( A a ∩ A b ) ) ) = i ( div A ( a ) ) .
\begin{align*}
\operatorname{div}_B(Ba) &= \sup(i(\operatorname{div}_A(a)), i(\operatorname{div}_A(b))) - i(\operatorname{div}_A(d)) \\
&= i(\sup(\operatorname{div}_A(a), \operatorname{div}_A(b))) - i(\operatorname{div}_A(d)) \\
&= i(\operatorname{div}_A(Aa \cap Ab)) - i(\operatorname{div}_A(d)) \\
&= i(\operatorname{div}_A(d^{-1}(Aa \cap Ab))) = i(\operatorname{div}_A(a)).
\end{align*}
div B ( B a ) = sup ( i ( div A ( a )) , i ( div A ( b ))) − i ( div A ( d )) = i ( sup ( div A ( a ) , div A ( b ))) − i ( div A ( d )) = i ( div A ( A a ∩ A b )) − i ( div A ( d )) = i ( div A ( d − 1 ( A a ∩ A b ))) = i ( div A ( a )) .
令 A 为本地 Krull 域,B 为离散估值环,使得 B 支配 A 并且平坦A-模。那么A就是域或者离散估值环。
引用了 1 引用了 命题 11
令 m \mathfrak{m} m 为 B 的最大理想。通过(偏微分方程),m ∩ A \mathfrak{m} \cap A m ∩ A 为零或高度为 1。事实上,通过假设为 A 的最大理想,我们的断言由 no. 7 的命题 11 得出。
设 A 为 Zariski 环,则其补全A ^ \hat{A} A ^ 为 Krull 域。那么A是一个Krull域,从C ( A ) C(A) C ( A ) 到C ( A ^ ) C(\hat{A}) C ( A ^ ) 的典范同态i ~ \tilde{i} i ~ (这是因为A是平的A-模;cf.章III, § 3, no. 4,定理3)是单射的。
引用了 6 · 被以下引用 2 引用了 定理 3, III § 3 , 推论 3, III § 3 , 推出 4, III § 3 , 命题 15 , 命题 6 , 命题 14
被以下引用 命题 4, VII § 3 , 命题 10, VII § 4
由于A是整环和A ⊂ A ^ A \subset \hat{A} A ⊂ A ^ ,所以A是整环。设L为A ^ \hat{A} A ^ 的分数的域,K为A的⊂ \subset ⊂ L。如A = A ^ ∩ K A = \hat{A} \cap K A = A ^ ∩ K (章III, § 3, no. 5,推论4至命题9),A是一个克鲁尔域(no. 3,例4)。 i ~ : C ( A ) → C ( A ^ ) \tilde{i} : C(A) \to C(\hat{A}) i ~ : C ( A ) → C ( A ^ ) 是单射的事实是从命题 15 (b) 得出的,并且如果 b A ^ b \hat{A} b A ^ 是本金,则 b 是本金(章 III, § 3, no. 5,推出 3 到命题 9)。
现在让 A 为克鲁尔域,S 为 A 的乘法子集,而不是包含 0。群 D ( A ) D(A) D ( A ) (分别为 D ( S − 1 A ) D(S^{-1}A) D ( S − 1 A ) )是群与 div ( p ) \operatorname{div}(p) div ( p ) (分别为集合)的自由交换律群和基集合。 div ( S − 1 p ) \operatorname{div}(S^{-1}p) div ( S − 1 p ) ),其中 p 穿过高度为 1 的 A 的素理想的集合(分别为高度为 1 的 A 的素理想的集合,使得 p ∩ S = ∅ p \cap S = \varnothing p ∩ S = ∅ )(no. 4,命题 6),并且,如果p ∩ S = ∅ p \cap S = \varnothing p ∩ S = ∅ ,则i ( div ( p ) ) = div ( S − 1 p ) i(\operatorname{div}(p)) = \operatorname{div}(S^{-1}p) i ( div ( p )) = div ( S − 1 p ) 。因此 D ( S − 1 A ) D(S^{-1}A) D ( S − 1 A ) 与由元素 div ( p ) \operatorname{div}(p) div ( p ) 生成的D ( A ) D(A) D ( A ) 的直接因子等同,使得 p ∩ S = ∅ p \cap S = \varnothing p ∩ S = ∅ 并承认 D ( A ) D(A) D ( A ) 的自由交换子群与 div ( p ) \operatorname{div}(p) div ( p ) 的基集合互补,使得p ∩ S ≠ ∅ p \cap S \neq \varnothing p ∩ S = ∅ ;我们用 G 来表示这个补集。由于 i : D ( A ) → D ( S − 1 A ) i : D(A) \to D(S^{-1}A) i : D ( A ) → D ( S − 1 A ) 是满射,i : C ( A ) → C ( S − 1 A ) i : C(A) \to C(S^{-1}A) i : C ( A ) → C ( S − 1 A ) 也是满射;以及:
G / ( G ∩ F ( A ) ) = ( G + F ( A ) ) / F ( A ) = Ker ( i ~ ) ;
G/(G \cap F(A)) = (G + F(A))/F(A) = \operatorname{Ker}(\tilde{i});
G / ( G ∩ F ( A )) = ( G + F ( A )) / F ( A ) = Ker ( i ~ ) ;
因为如果D ( S − 1 A ) D(S^{-1}A) D ( S − 1 A ) 的元素等于div S − 1 A ( x / s ) \operatorname{div}_{S^{-1}A}(x/s) div S − 1 A ( x / s ) ,其中x ∈ A x \in A x ∈ A 和s ∈ S s \in S s ∈ S ,则它是本金除子div A ( x ) \operatorname{div}_A(x) div A ( x ) (命题14)的i i i 下的像。
现在假设 S 由 A 的元素( p i ) i ∈ I (p_i)_{i \in I} ( p i ) i ∈ I 族生成,使得主理想A p i Ap_i A p i 都是素数。然后,如果p p p 是高度为1的A的素理想,使得p i p_i p i 的幂的p ∩ S ≠ ∅ p \cap S \neq \varnothing p ∩ S = ∅ 、p p p 包含乘积,因此p i p_i p i 之一,即p α p_\alpha p α ;由于 A p α Ap_\alpha A p α 是非零且素数,且 p p p 的高度为 1,因此得出 p = A p α p = Ap_\alpha p = A p α 。在上面的记号中,因此G ⊂ F ( A ) G \subset F(A) G ⊂ F ( A ) 和(5)表明i ˉ \bar{i} i ˉ 的核是零。因此,我们显示了以下结果:
令A A A 为克鲁尔域,S S S 为A A A 的乘法子集,而不是包含0 0 0 。那么从C ( A ) C(A) C ( A ) 到C ( S − 1 A ) C(S^{-1}A) C ( S − 1 A ) 的典范同态i ˉ \bar{i} i ˉ 是满射。如果进一步 S S S 由一系列元素 p i p_i p i 生成,使得主理想 A p i Ap_i A p i 都是素数,则 i ˉ \bar{i} i ˉ 是双射的。
引用了 1 · 被以下引用 4 引用了 命题 13
被以下引用 习题 14, § 1 , 习题 18, § 1 , 习题 19, § 1 , 命题 3, VII § 3
作为公式(5)的第二次应用,考虑以下情况:令R R R 为Krull域;取A A A 为A A A 的非零常数多项式的多项式环A = R [ X ] A = R[X] A = R [ X ] (no. 9,命题13),S S S 为集合R − ( 0 ) R - (0) R − ( 0 ) 。高度 1 的 A A A 的素理想 p p p 使得 p ∩ S ≠ ∅ p \cap S \neq \varnothing p ∩ S = ∅ 是形式 p 0 A p_0A p 0 A 的素理想,其中 p 0 p_0 p 0 是高度 1 的 R R R 的素理想 (no. 9, 注 )。因此,在上面介绍的记号中,通过将d i v A ( p 0 A ) \mathrm{div}_A(p_0A) div A ( p 0 A ) 与d i v R ( p 0 ) \mathrm{div}_R(p_0) div R ( p 0 ) 识别,将G G G 与D ( R ) D(R) D ( R ) 进行识别。另一方面,G ∩ F ( A ) G \cap F(A) G ∩ F ( A ) 与F ( R ) F(R) F ( R ) 相同:因为如果R R R 生成的理想a a a 是A = R [ X ] A = R[X] A = R [ X ] 中的主理想a 0 A = f ( X ) A a_0A = f(X)A a 0 A = f ( X ) A ,则f ( 0 ) ∈ a 0 A f(0) \in a_0A f ( 0 ) ∈ a 0 A ,因为a 0 A a_0A a 0 A 是环的分级理想A A A (按通常的多项式次数分级),因此f ( 0 ) ∈ a f(0) \in a f ( 0 ) ∈ a ;进一步,对于a ∈ a 0 A a \in a_0A a ∈ a 0 A 、a = f ( X ) g ( X ) a = f(X)g(X) a = f ( X ) g ( X ) ,其中g ( X ) ∈ R g(X) \in R g ( X ) ∈ R 、从而,比较项与次数0、a = f ( 0 ) g ( 0 ) a = f(0)g(0) a = f ( 0 ) g ( 0 ) ;由此可见,a a a 是由f ( 0 ) f(0) f ( 0 ) 生成的R R R 的主理想。最后,用R R R 的分数的K K K 域表示,S − 1 A S^{-1}A S − 1 A 与多项式环K [ X ] K[X] K [ X ] 等价,即主理想整环;因此C ( S − 1 A ) = ( 0 ) C(S^{-1}A) = (0) C ( S − 1 A ) = ( 0 ) 。因此,根据(5),C ( A ) = K e r ( i ˉ ) C(A) = \mathrm{Ker}(\bar{i}) C ( A ) = Ker ( i ˉ ) 与C ( R ) C(R) C ( R ) 一致,我们证明了以下结果:
令 R R R 为 Krull 域,A A A 多项式环 R [ X ] R[X] R [ X ] 。 C ( R ) C(R) C ( R ) 到 C ( R [ X ] ) C(R[X]) C ( R [ X ]) 的典范同态是双射的。
被以下引用 1 被以下引用 定理 2, VII § 3
习题
参见习题为 § 1 。