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。

附录 3 希尔伯特零点定理

定理 1 00QM

设A为整环,K为分数的域,L为交换K-代数。假设A-代数L是由有限多个元素生成的,并且L是域。

引用了 3 · 被以下引用 1

引用了 定理 2, V § 3, 命题 3, V § 4, 定理 2(斯坦尼茨), V § 4

被以下引用 推论 1

a) K 上的 L 的次数是有限的。

b) A 存在非零元素 aa,使得 K 等于 A[a−1]A[a^{-1}]。

令 S 为生成子集 / A-代数 L。我们使用归纳法在S枢机主教上。

首先,假设 S 的元素都是 K 上的代数。那么 K 上的 L 的次数是有限的(V, §3, No. 2、p. 18、定理 2)。令(ei)i∈I(e_i)_{i\in I}为K上L的基。存在A的非零元素aa,使得S的元素、元素1和元素eieje_ie_j相对于该基的坐标为i,ji,j在I属于到A[a−1]A[a^{-1}]。 线性组合 ∑i∈Iaiei\sum_{i\in I}a_ie_i 的集合加上每个 ii 的 ai∈A[a−1]a_i\in A[a^{-1}] 则为 L 的子环。 包含 A 和 S 乘以构造,因此等于 L。特别是包含Ke1Ke_1,所以K等于A[a−1]A[a^{-1}]。

现在假设S的元素ss超越K。用环A[s]A[s]的分数的E域来表示。 A[sA[s]-代数L由S−{s}-\{s\}生成。到归纳假设,存在非零的多项式P∈A[X]P\in A[X],使得E等于A[s][P(s)−1]A[s][P(s)^{-1}]。令 K‾\overline{K} 为 K (V, §4, No. 3, p. 23, 定理 2) 的代数闭包。由于域K‾\overline{K}是无限的(V, §4, No. 1,p. 20,命题3),因此K‾\overline{K}存在元素xx使得P(x)≠0P(x)\not= 0。令φ:E→K\varphi : E\rightarrow K为唯一同态,从K-代数E=A[s][P(s)−1]E = A[s][P(s)^{-1}]到K-代数K‾\overline{K},将ss发送到xx。这是荒谬的,因为 E 是 K 的超越扩张,而 K‾\overline{K} 是 K 的代数扩张。这完成了定理的证明。

推论 1 00RV

设K为交换域,A为由有限多个元素生成的交换K-代数,m\mathfrak{m}为A的最大理想。

引用了 2 · 被以下引用 2

引用了 定理 1(斯坦尼茨), V § 4, 定理 1

被以下引用 推论 2, 定理 3, VIII § 2

a) K 上的 A/mA/\mathfrak{m} 的次数是有限的。

b) 令Ω为K的代数闭扩张。从A到Ω存在K-代数同态,且核m\mathfrak{m}。

K-代数A/mA/\mathfrak{m}由有限多个元素生成,A/mA/\mathfrak{m}是域。通过定理 1,A/mA/\mathfrak{m}的次数是有限的; 断言a)如下。 有限次数的 K 的每个扩张同构于 Ω 的子扩张 (V, §4, No. 1, p. 20, 定理 1);这给出了b)。

推论 2 00QN

令K为交换域,nn为自然数,(Pi)i∈I(P_i)_{i\in I}为K[X1,...,Xn]K[X_1, . . . ,X_n]的元素族,Ω为K的代数闭扩张。以下条件是等价的:

引用了 1

引用了 推论 1

(i) 多项式 PiP_i 在 Ωn\Omega^n 中没有公共零点。

(ii) 存在一个族(Qi)i∈I(Q_i)_{i\in I},其中有限支撑,元素,K[X1,...,Xn]K[X_1, . . . ,X_n],使得∑i∈IPiQi=1\sum_{i\in I}P_iQ_i= 1。

用 A 环 K[X1,...,Xn]K[X_1, . . . ,X_n] 和 a\mathfrak{a} 表示由多项式 PiP_i 生成的理想值。 条件(i)表示从A/aA/\mathfrak{a}到Ω不存在K-代数同态。如果满足,则根据推论1,环A/aA/\mathfrak{a}没有极大理想,因此为零,并且1属于到a\mathfrak{a}。这证明(i)蕴含(ii)。 (ii) ⇒\Rightarrow (i) 的含义是明确的。

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